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COPPE/UFRJCOPPE/UFRJ
TÉCNICAS AVANÇADAS EM PLANEJAMENTO E CONTROLE DA
CONSTRUÇÃO NAVAL
Cassiano Marins de Souza
Tese de Doutorado apresentada ao Programa de
Pós-graduação em Engenharia Oceânica,
COPPE, da Universidade Federal do Rio de
Janeiro, como parte dos requisitos necessários à
obtenção do título de Doutor em Engenharia
Oceânica.
Orientador: Floriano Carlos Martins Pires Junior
Rio de Janeiro
Junho de 2009
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TÉCNICAS AVANÇADAS EM PLANEJAMENTO E CONTROLE DA
CONSTRUÇÃO NAVAL
Cassiano Marins de Souza
TESE SUBMETIDA AO CORPO DOCENTE DO INSTITUTO ALBERTO LUIZ
COIMBRA DE PÓS-GRADUAÇÃO E PESQUISA DE ENGENHARIA (COPPE) DA
UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIRO COMO PARTE DOS
REQUISITOS NECESSÁRIOS PARA A OBTENÇÃO DO GRAU DE DOUTOR EM
CIÊNCIAS EM ENGENHARIA OCEÂNICA.
Aprovada por:
________________________________________________
Prof. Floriano Carlos Martins Pires Jr, D.Sc.
________________________________________________
Prof. Cláudio Luiz Baraúna Vieira, Ph.D.
________________________________________________
Prof. Segen Farid Estefen, Ph.D.
________________________________________________
Prof. Virgílio José Martins Ferreira Filho, D.Sc.
________________________________________________
Eng. Isaias Quaresma Masetti, Ph.D.
RIO DE JANEIRO, RJ – BRASIL
JUNHO DE 2009
ads:
iii
Souza, Cassiano Marins de
Técnicas Avançadas em Planejamento e Controle da
Construção Naval / Cassiano Marins de Souza. – Rio de
Janeiro: UFRJ/COPPE, 2009.
XIII, 290 p.: il.; 29,7 cm.
Orientador: Floriano Carlos Martins Pires Junior
Tese (doutorado) – UFRJ/ COPPE/ Programa de
Engenharia Oceânica, 2009.
Referencias Bibliográficas: p.231-238.
1. Construção Naval. 2. Planejamento e Controle. 3.
Inteligência Artificial. 4. Simulação de Eventos Discretos.
5. Otimização. Pires Jr, Floriano C. M. II. Universidade
Federal do Rio de Janeiro, COPPE, Programa de
Engenharia Oceânica. III. Titulo.
iv
Dedicatória
À Vanessa, Nina e Theo com amor.
v
AGRADECIMENTOS
À Agência Nacional do Petróleo – ANP e à Coordenação de Aperfeiçoamento de
Pessoal de Nível Superior – CAPES pelo apoio financeiro.
Ao Estaleiro Atlântico Sul pelo apoio para a finalização do trabalho.
Ao Prof. Floriano Pires Jr. pela orientação profissional, pelas oportunidades oferecidas,
pela paciência com que conduziu o processo de desenvolvimento deste trabalho e pela
amizade capaz de apontar o caminho correto.
Ao Prof. Thomas Lamb pelas lições generosas sobre a construção naval e,
principalmente, sobre a vida.
Ao Prof. Segen Stefen pelo exemplo de competência e dinamismo.
Ao Prof. Claudio Baraúna pelo apoio nos momentos difíceis.
Ao Prof. Raad Qassim pelas agradáveis discussões.
Ao Prof. Michael Parsons pela ajuda generosa.
Ao Prof. David Singer pelo apoio e confiança.
Ao Prof. Luiz Felipe Assis pela compreensão e disponibilidade infinitas.
À Glace, Sônia e Elza pela amizade sincera e o apoio sempre presente.
Ao Felipe e ao Glauco pela atenção nunca negada.
Ao Rogério pelo companheirismo.
Ao Vitinho com quem tive o privilégio de conviver e aprender que a vida é mais
simples do que parece.
Aos brilhantes colegas do LABSEN: Clarice, Tostes, Roberto, Hugo, Yuri, Átila,
Cláudio. O convívio com vocês deixa muita saudade.
Aos não menos brilhantes Clara, Luciano, Jordani, Estevão, Angélica, João, Júlio e
Renato pela importante ajuda.
Aos Colegas de Michigan: Piotr Bandyk, Ken Burgess, David Belisle, David
Hosenlopp, Dimitris Maroulis, George Payapilly, Yana Panciera, Miguel Loban, Chris
Wozniak. Elite Clientele rules!
Ao Eng. Cleber Siqueira pela amizade e apoio incondicional na reta final.
Ao Eng. Ricardo Menezes que com energia e entusiasmo, mesmo sem saber, contribui
muito para a finalização do trabalho.
Ao Sr.Volker Bertram e Prof. Philippe Rigo pela oportunidade oferecida.
Ao Eng. Jean-David Caprace pela parceria produtiva.
Ao casal Raquel e Christiano Campos, amigos que me incentivaram sempre.
Aos meus pais Paulo Afonso Marins de Souza e Therezinha Amaral, e irmãos Leandro e
Marina, pela amizade e amor que ajudaram a finalizar este trabalho.
À Vó Lígia, exemplo de otimismo e persistência.
Ao Capitão James, pelas lições sobre como navegar em mares difíceis.
vi
Resumo da Tese apresentada à COPPE/UFRJ como parte dos requisitos necessários
para a obtenção do grau de Doutor em Ciências (D.Sc.)
TÉCNICAS AVANÇADAS EM PLANEJAMENTO E CONTROLE DA
CONSTRUÇÃO NAVAL
Cassiano Marins de Souza
Junho/2009
Orientador: Floriano Carlos Martins Pires Jr.
Programa: Engenharia Oceânica
O principal objetivo deste trabalho é a abordagem de um conjunto de conceitos,
técnicas e ferramentas com sentido inovador sob uma perspectiva científica mais ampla
e, além disso, com aplicação inovadora na indústria de construção naval.
Neste trabalho foi promovida a união do conceito de Tecnologia de Grupo e das
técnicas de Inteligência Artificial e Simulação de Enventos Discretos, configurando
uma contribuição relevante para o avanço das funções de planejamento, programação e
controle da construção naval.
Tal abordagem demonstra capacidade para induzir ganhos significativos de
eficiência nas operações industriais e originar aumentos nos níveis de produtividade
praticados, principalmente ao considerar-se o ambiente da construção naval no Brasil.
Para que os benefícios da utilização do conjunto de conceitos e ferramentas
citados acima sejam efetivamente auferidos, é necessário que o controle sobre os
indicadores de desempenho produtivo da organização seja efetivo.
Este trabalho também tem como objetivo a apresentação de um sistema
desenvolvido com o objetivo de aferir o desempenho das atividades nas diversas áreas
dentro de um estaleiro. Dessa forma é possível identificar o impacto de ações de
planejamento e programação e também alimentar as funções de reprogramação de
atividades ou de planejamento de novas obras.
vii
Abstract of Thesis presented to COPPE/UFRJ as a partial fulfillment of the
requirements for the degree of Doctor of Science (D.Sc.)
ADVANCED TOOLS FOR SHIPBUILDING PLANNING AND CONTROL
Cassiano Marins de Souza
June/2009
Advisor: Floriano Carlos Martins Pires Jr.
Department: Ocean Engineering
The main purpose of this work is a joint approach to innovative concepts,
techniques and tools under a broader scientific perspective and moreover with an
original application to the shipbuilding industry.
Putting together Technology Group concept, Artificial Inteligence and Discrete
Event simulation techniques is a relevant contribution to shipbuilding planning,
scheduling and control functions. This contribution is able to lead to significant
efficiency gains and originating an upgrade on productivity levels, mainly considering
Brazilian shipbuilding environment.
To take advantage from concepts and tools mentioned above it is necessary that
production performance indicators be controlled in an effective way.
A production control system was then developed to monitor shipbuilding activities
on different areas of a shipyard. With this system it is possible to identify impacts from
planning and scheduling actions and also feed up replanning activities or newbuilding
planning.
viii
Técnicas Avançadas em Planejamento e Controle da Construção Naval
ÍNDICE GERAL
1.
INTRODUÇÃO.................................................................................................................................1
2.
TECNOLOGIA E PRODUTIVIDADE NA CONSTRUÇÃO NAVAL .......................................6
2.1.
I
NTRODUÇÃO
.............................................................................................................................6
2.2.
C
ARACTERÍSTICAS DA DEMANDA E DO PRODUTO
.......................................................................6
2.3.
M
ODELOS DE ORGANIZAÇÃO DA PRODUÇÃO
............................................................................10
2.4.
E
VOLUÇÃO
T
ECNOLÓGICA
.......................................................................................................16
2.5.
E
SCALA DE
P
RODUÇÃO
............................................................................................................19
2.6.
P
ESQUISA E
D
ESENVOLVIMENTO
(P&D) ..................................................................................19
2.7.
P
RODUTIVIDADE
......................................................................................................................22
2.8.
P
ANORAMA
T
ECNOLÓGICO DO
S
ETOR NO
B
RASIL
....................................................................27
2.8.1.
Organização da Produção..................................................................................................28
2.8.2.
Perfil da mão-de-obra ........................................................................................................30
2.8.3.
Dinâmica Tecnológica........................................................................................................31
2.8.4.
Desenvolvimento Competitivo ............................................................................................33
2.8.5.
Estratégias de Especialização e Desenvolvimento Tecnológico ........................................36
3.
GESTÃO DA PRODUÇÃO ...........................................................................................................39
3.1.
I
NTRODUÇÃO
...........................................................................................................................39
3.2.
E
LEMENTOS CRÍTICOS
..............................................................................................................42
3.2.1.
Sistemas de codificação e classificação .............................................................................42
3.2.2.
Engenharia de Produção....................................................................................................42
3.2.3.
Sistemas integrados de informações para o projeto e produção........................................43
3.3.
S
ISTEMAS DE ADMINISTRAÇÃO DA PRODUÇÃO
.........................................................................48
3.4.
L
EAN
M
ANUFACTURING
/P
RODUÇÃO
E
NXUTA
.........................................................................51
3.5.
S
ISTEMAS
ERP
(E
NTERPRISE
R
ESOURCES
P
LANNING
).............................................................55
3.6.
G
ERENCIAMENTO DE
P
ROJETOS
...............................................................................................60
3.7.
S
ISTEMAS HÍBRIDOS
.................................................................................................................64
3.8.
P
LANEJAMENTO
,
PROGRAMAÇÃO E CONTROLE DA PRODUÇÃO
.................................................67
3.8.1.
Planejamento da Produção ................................................................................................67
3.8.2.
Programação da Produção ................................................................................................69
3.8.3.
Controle da produção.........................................................................................................74
3.8.4.
Garantia de Qualidade.......................................................................................................76
3.8.5.
Estratégia de Construção (Build Strategy).........................................................................77
3.8.6.
Técnicas avançadas – Simulação e Inteligência Artificial .................................................81
4.
INTELIGÊNCIA ARTIFICIAL E SIMULAÇÃO NA CONSTRUÇÃO NAVAL ...................85
4.1.
I
NTRODUÇÃO
...........................................................................................................................85
4.2.
S
ISTEMA DE
C
LASSIFICAÇÃO DE
P
RODUTOS
I
NTERMEDIÁRIOS BASEADO EM
F
ERRAMENTAS DE
A
NÁLISE
I
NTELIGENTE DE
D
ADOS
..........................................................................................................86
4.2.1.
Problemas de Classificação de Dados ...............................................................................87
4.2.2.
Modelos de Classificação...................................................................................................89
4.2.3.
Desenvolvimento de Modelos .............................................................................................95
4.2.4.
Estudo de Caso...................................................................................................................96
4.2.5.
Metodologia........................................................................................................................97
4.2.6.
Resultados.........................................................................................................................101
4.3.
O
TIMIZAÇÃO DA
P
ROGRAMAÇÃO PARA
E
DIFICAÇÃO DE
B
LOCOS
..........................................104
4.3.1.
Objetivo ............................................................................................................................104
4.3.2.
Metodologia......................................................................................................................105
4.3.3.
Resultados.........................................................................................................................112
4.4.
S
IMULAÇÃO DE
P
ROCESSOS DE
C
ONSTRUÇÃO
N
AVAL
...........................................................116
4.4.1.
Produto.............................................................................................................................117
4.4.2.
Processos..........................................................................................................................131
4.4.3.
Recursos ...........................................................................................................................149
4.5.
I
MPLANTAÇÃO DO
M
ODELO
-
P
LATAFORMA
DELMIA..........................................................151
4.5.1.
Modelagem 3D do Produto ..............................................................................................151
ix
4.5.2.
Modelagem da Estrutura de Produtos..............................................................................153
4.5.3.
Modelagem da Estrutura de Processos ............................................................................154
4.5.4.
Modelo Integrado de Áreas do Estaleiro..........................................................................154
4.5.5.
Protótipo do Modelo Geral do Estaleiro no Quest...........................................................157
4.6.
U
SO DA
S
IMULAÇÃO PARA
A
NÁLISE
I
NTEGRADA DE
E
STRATÉGIAS DE
C
ONSTRUÇÃO
...........161
4.6.1.
Metodologia......................................................................................................................163
4.6.2.
Estratégias de Edificação.................................................................................................164
4.6.3.
Agrupamento de Blocos....................................................................................................165
4.6.4.
Procedimento Geral de Análise........................................................................................168
4.6.5.
Descrição geral dos modelos de montagem de blocos .....................................................168
4.6.6.
Análise de agrupamentos..................................................................................................170
4.6.7.
Dimensionamentos de estações de trabalho.....................................................................173
4.6.8.
Análise de estratégias de edificação.................................................................................175
5.
SISTEMA DE CONTROLE DE PROJETOS DE CONSTRUÇÃO NAVAL.........................178
5.1.
I
NTRODUÇÃO
.........................................................................................................................178
5.2.
M
ODELO PADRONIZADO DE ESTRUTURAS ANALÍTICAS DE PROJETOS
(W
ORK
B
REAKDOWN
S
TRUCTURE
–
WBS)
NA CONSTRUÇÃO NAVAL
.....................................................................................180
5.2.1.
Decomposição do projeto em pacotes de trabalho...........................................................181
5.2.2.
WBS moderna e padronizada ...........................................................................................183
5.2.3.
Product Work Breakdown Structure – PWBS...................................................................185
5.2.4.
Estruturas de decomposição do trabalho da construção naval brasileira: OS-5 e EAP..187
5.2.5.
Ambiente Produtos-Processos-Recursos (PPR) ...............................................................189
5.3.
S
ISTEMA DE INFORMAÇÕES
....................................................................................................190
5.3.1.
Acompanhamento e análise de desempenho de projetos..................................................192
5.3.2.
Análise do valor agregado................................................................................................195
5.3.3.
Métricas para a medição de desempenho.........................................................................198
5.3.4.
Procedimentos de aquisição de dados..............................................................................203
5.4.
P
ROPOSIÇÃO DE UMA
E
STRUTURA DE
D
ECOMPOSIÇÃO DO
T
RABALHO
..................................204
5.5.
D
EFINIÇÃO DOS INDICADORES
,
MÉTRICAS E PROCEDIMENTOS DE COLETA DE DADOS
............205
5.5.1.
Banco de dados de produção............................................................................................205
5.5.2.
Coleta de dados ................................................................................................................205
5.5.3.
Estimativa do conteúdo de trabalho .................................................................................206
5.5.4.
Consumo de mão-de-obra.................................................................................................207
5.5.5.
Progresso da produção ....................................................................................................208
5.5.6.
Produtividade ...................................................................................................................209
5.5.7.
Controle de custo e tempo ................................................................................................210
5.6.
P
LANEJAMENTO DA NECESSIDADE DE HOMENS
-
HORA E DO TEMPO EM PROJETOS DE
CONSTRUÇÃO NAVAL
............................................................................................................................213
5.6.1.
Determinação do conteúdo de trabalho ...........................................................................214
5.7.
S
ISTEMA DE
C
ONTROLE DE
P
ROJETOS DE
C
ONSTRUÇÃO
N
AVAL
–
D
EPARTAMENTO DE
E
STRUTURA
(SCPCN-DEST)...............................................................................................................218
5.7.1.
Linha de Base do Projeto (LBP).......................................................................................219
5.7.2.
Painel de Controle (PC) ...................................................................................................223
6.
CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES...................................................................................228
7.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS........................................................................................231
7.1.
B
IBLIOGRAFIA
P
RINCIPAL
......................................................................................................231
7.2.
B
IBLIOGRAFIA
C
OMPLEMENTAR
............................................................................................236
ANEXO 1 – MODELAGEM DE PRODUTO, PROCESSOS E RECURSOS NO DELMIA V5,
DPM, DPE...............................................................................................................................................241
ANEXO 2 – RESULTADOS DE SIMULAÇÕES DO MODELO DO PROTÓTIPO DO
ESTALEIRO NO QUEST .....................................................................................................................268
ANEXO 3 – EXEMPLO DO BANCO DE DADOS DE PRODUTOS ...............................................278
ANEXO 4 – EXEMPLOS DE CONSULTAS AO BANCO DE DADOS...........................................279
ANEXO 5 – DADOS, INFORMAÇÕES E INDICADORES DE ÁREAS DO ESTALEIRO .........284
x
ÍNDICE DE TABELAS
T
ABELA
1
–
P
ARTICIPAÇÃO DO
I
NVESTIMENTO EM
P&D
EM
R
ELAÇÃO AO
PIB ..........................................20
T
ABELA
2
–
R
ELAÇÃO ENTRE
F
UNÇÕES DO
S
ISTEMA DE
A
DMINISTRAÇÃO DA
P
RODUÇÃO E
A
SPECTOS
C
OMPETITIVOS
..................................................................................................................................51
T
ABELA
3
–
P
RINCIPAIS
F
ORNECEDORES DE
P
ACOTES
MRP
II
E
ERP.........................................................59
T
ABELA
4
–
M
APEAMENTO DE PROCESSOS DE GERENCIAMENTO DE PROJETOS
...........................................62
T
ABELA
5
–
N
ÍVEIS
,
ATIVIDADES E ESTÁGIOS DE APLICAÇÃO DO DOCUMENTO DE
P
OLÍTICA DE
C
ONSTRUÇÃO
....................................................................................................................................79
T
ABELA
6
–
B
ASE DE
D
ADOS
......................................................................................................................98
T
ABELA
7
–
R
EGRAS DE SOLDAGEM
..........................................................................................................109
T
ABELA
8
–
H
OMENS
-
HORA E DURAÇÃO DAS LIGAÇÕES ENTRE OS BLOCOS
..............................................109
T
ABELA
9
–
HH
E DURAÇÕES DE CADA ETAPA DA EDIFICAÇÃO PARA UMA SEQÜÊNCIA ESPECÍFICA
..........112
T
ABELA
10
–
P
RODUTOS INTERMEDIÁRIOS
...............................................................................................121
T
ABELA
11
–
E
STRUTURA DO SISTEMA DE CODIFICAÇÃO
..........................................................................125
T
ABELA
12
–
L
EGENDA DE CLASSES DO SISTEMA DE CODIFICAÇÃO
..........................................................126
T
ABELA
13
–
F
AMÍLIAS DE BLOCOS DE CORPO PARALELO
.........................................................................127
T
ABELA
14
–
F
AMÍLIAS DE PAINÉIS PLANOS
..............................................................................................127
T
ABELA
15
–
F
AMÍLIAS DE SUBMONTAGENS
.............................................................................................128
T
ABELA
16
–
F
AMÍLIAS DE PARTES PARALELAS
........................................................................................129
T
ABELA
17
–
P
LANOS DE CORTE PARA PARTES PARALELAS
......................................................................131
T
ABELA
18
–
P
LANOS DE CORTE PARA PARTES NÃO
-
PARALELAS
..............................................................131
T
ABELA
19
–
P
LANOS DE CORTE PARA PARTES INTERNAS
.........................................................................131
T
ABELA
20
–
Á
REAS
,
LINHAS DE PRODUÇÃO E OFICINAS DE TRABALHO
...................................................132
T
ABELA
21
–
P
ESO DE BLOCOS
..................................................................................................................134
T
ABELA
22
–
P
ESO DE PAINÉIS PLANOS
.....................................................................................................134
T
ABELA
23
–
P
ESO DE SUBMONTAGENS
....................................................................................................135
T
ABELA
24
–
C
OMPRIMENTO DE CORTE DE PARTES PARALELAS
...............................................................137
T
ABELA
25
–
C
OMPRIMENTO DE CORTE DE PARTES NÃO
-
PARALELAS
.......................................................138
T
ABELA
26
–
C
OMPRIMENTO DE CORTE DE PARTES INTERNAS
..................................................................138
T
ABELA
27
–
C
OMPRIMENTO DE SOLDA NA ÁREA DE EDIFICAÇÃO
............................................................139
T
ABELA
28
–
C
OMPRIMENTO DE SOLDA NA ÁREA DE PRÉ
-
EDIFICAÇÃO
.....................................................139
T
ABELA
29
–
C
OMPRIMENTO DE SOLDA NA OFICINA DE MONTAGEM DE BLOCOS
......................................140
T
ABELA
30
–
C
OMPRIMENTO DE SOLDA NA LINHA DE PAINÉIS PLANOS
,
NA OFICINA DE FABRICAÇÃO DE
PARTES E NA OFICINA DE SUBMONTAGEM
........................................................................................141
T
ABELA
31
–
P
ARÂMETROS DE TEMPO ASSOCIADOS AO TRABALHADOR
...................................................142
T
ABELA
32
–
P
ARÂMETROS DE TEMPO ASSOCIADOS AOS PROCESSOS DE SOLDAGEM
................................143
T
ABELA
33
–
T
EMPOS DE PROCESSO NA OFICINA DE FABRICAÇÃO DE PERFIS
............................................143
T
ABELA
34
–
T
EMPOS DE PROCESSO NA LINHA DE PAINÉIS PLANOS
..........................................................143
T
ABELA
35
–
T
EMPOS DE PROCESSO NA OFICINA DE SUBMONTAGEM
........................................................144
T
ABELA
36
–
T
EMPOS DE PROCESSO NA OFICINA DE MONTAGEM DE BLOCOS
............................................146
T
ABELA
37
–
Á
REAS DO ESTALEIRO E RECURSOS
......................................................................................149
T
ABELA
38
–
E
STOQUES PARA SEQÜÊNCIA DE MONTAGEM POR ANÉIS
......................................................170
T
ABELA
39
–
E
STOQUES PARA SEQÜÊNCIA DE MONTAGEM POR ANÉIS
......................................................170
T
ABELA
40
–
P
RODUÇÃO PARA SEQÜÊNCIA DE MONTAGEM POR CAMADAS
..............................................171
T
ABELA
41
–
E
STOQUES PARA SEQÜÊNCIA DE MONTAGEM POR CAMADAS
...............................................171
T
ABELA
42
–
P
RODUÇÃO PARA SEQÜÊNCIA DE MONTAGEM PIRAMIDAL
....................................................172
T
ABELA
43
–
E
STOQUES PARA SEQÜÊNCIA DE MONTAGEM PIRAMIDAL
.....................................................172
T
ABELA
44
–
Í
NDICES PARA A MEDIÇÃO DO PROGRESSO DA PRODUÇÃO E DA PRODUTIVIDADE
.................202
T
ABELA
45
–
D
ETERMINAÇÃO DE TEMPOS DE CONSTRUÇÃO E DA PRODUÇÃO ANUAL
..............................214
T
ABELA
46
–
T
EMPOS DE PRODUÇÃO ADOTADOS
......................................................................................214
T
ABELA
47
–
C
ONTEÚDO DE TRABALHO
(
HH
)
POR ÁREA DO ESTALEIRO
...................................................217
T
ABELA
48
–
N
ÚMERO DE TRABALHADORES POR ÁREA DO ESTALEIRO
.....................................................218
T
ABELA
49
–
I
NDICADORES DO
SCPCN-DEST.........................................................................................219
T
ABELA
50
–
L
INHA DE
B
ASE DO
P
ROJETO PARA O CONSUMO DE MÃO
-
DE
-
OBRA
.....................................220
T
ABELA
51
–
A
NÁLISE DOS BUFFERS
.........................................................................................................268
T
ABELA
52
–
A
NÁLISE DAS ÁREAS DO ESTALEIRO
....................................................................................269
T
ABELA
53
–
A
NÁLISE DAS PONTES ROLANTES
.........................................................................................269
T
ABELA
54
–
A
NÁLISE DAS PARTES E COMPONENTES
................................................................................269
T
ABELA
55
–
A
NÁLISE DOS PROCESSOS
....................................................................................................277
xi
ÍNDICE DE FIGURAS
F
IGURA
1
–
E
VOLUÇÃO DA
P
RODUÇÃO
M
UNDIAL DE
N
AVIOS
M
ERCANTES
–
V
ALORES EM MILHÕES DE
GT
(G
ROSS
T
ONNAGE
) ..............................................................................................................................7
F
IGURA
2
–
E
VOLUÇÃO DA
C
APACIDADE DE
C
ONSTRUÇÃO
N
AVAL
..............................................................8
F
IGURA
3
–
M
ODELOS DE ORGANIZAÇÃO DA PRODUÇÃO
............................................................................10
F
IGURA
4
–
E
XEMPLOS DE ORGANIZAÇÃO DA PRODUÇÃO COM ORIENTAÇÃO AO PROCESSO E COM
T
ECNOLOGIA DE
G
RUPO
....................................................................................................................12
F
IGURA
5
-
C
URVA DE
A
PRENDIZAGEM
–
OCDE
–
2007.............................................................................23
F
IGURA
6
–
T
ECNOLOGIA E PRODUTIVIDADE
...............................................................................................24
F
IGURA
7
–
E
VOLUÇÃO DA PRODUTIVIDADE
–
J
APÃO E
C
ORÉIA
.................................................................25
F
IGURA
8
–
E
STRATÉGIAS DE MERCADO
......................................................................................................33
F
IGURA
9
–
R
EPRESENTAÇÃO DO MODELO DO PRODUTO DE UM NAVIO
.......................................................44
F
IGURA
10
–
E
STRUTURA
C
ONCEITUAL DOS
S
ISTEMAS
ERP.......................................................................57
F
IGURA
11
–
C
RONOGRAMA MESTRE DA PRODUÇÃO
...................................................................................64
F
IGURA
12
–
T
IPOS DE
I
NDÚSTRIAS X
S
ISTEMAS DE
A
DMINISTRAÇÃO DA
P
RODUÇÃO
................................65
F
IGURA
13
–
R
ELAÇÕES ENTRE OS
D
IVERSOS
N
ÍVEIS DA
E
STRUTURA DE
P
RODUTO DO
N
AVIO
..................67
F
IGURA
14
–
A
NÁLISE DE PROCESSOS DE CONSTRUÇÃO DE UM BLOCO
........................................................68
F
IGURA
15
–
P
ROGRAMAÇÃO DE ATIVIDADES NA CONSTRUÇÃO NAVAL
.....................................................70
F
IGURA
16
–
S
EQÜENCIAMENTO E
P
ROGRAMAÇÃO DA EDIFICAÇÃO
...........................................................72
F
IGURA
17
–
C
OORDENADAS ORIGINAIS E TRANSFORMADAS PELA
ACP.....................................................91
F
IGURA
18
–
A
RQUITETURA DE UMA
R
EDE
N
EURAL
...................................................................................93
F
IGURA
19
–
E
XEMPLOS DE PRODUTOS INTERMEDIÁRIOS ENCONTRADOS EM UM PROJETO DE NAVIO
.........96
F
IGURA
20
–
B
LOCOS DA BASE DE DADOS
...................................................................................................98
F
IGURA
21
–
V
ARIÁVEIS ORIGINAIS NORMALIZADAS
..................................................................................99
F
IGURA
22
–
G
RÁFICOS COM PARES DE ATRIBUTOS PARA AS VARIÁVEIS ORIGINAIS NORMALIZADAS
.......100
F
IGURA
23
–
A
NÁLISE DE
C
OMPONENTES
P
RINCIPAIS
...............................................................................100
F
IGURA
24
–
P
ARES DE ATRIBUTOS DAS DUAS PRINCIPAIS VARIÁVEIS TRANSFORMADAS NORMALIZADAS
101
F
IGURA
25
–
V
ARIÁVEIS TRANSFORMADAS NORMALIZADAS
....................................................................101
F
IGURA
26
–
R
ESULTADOS DOS MODELOS VALIDADOS PARA DUAS
,
TRÊS E SEIS CLASSES DE BLOCOS
......103
F
IGURA
27
–
E
XEMPLO DO FUNCIONAMENTO DE UM MODELO
“F
LOW
S
HOP
” ...........................................107
F
IGURA
28
–
D
EFINIÇÃO BÁSICA DOS NOVE BLOCOS CONSIDERADOS
........................................................107
F
IGURA
29
–
I
NFORMAÇÕES SOBRE AS INTERFACES DE SOLDA
..................................................................108
F
IGURA
30
–
I
NFORMAÇÕES SOBRE ESPESSURAS DE CHAPAS
.....................................................................108
F
IGURA
31
–
V
ISUALIZADOR DE SEQÜÊNCIAS DE UMA DADA POPULAÇÃO
................................................110
F
IGURA
32
–
T
EMPOS TOTAIS DE EDIFICAÇÃO CALCULADOS
.....................................................................111
F
IGURA
33
–
V
ISUALIZADOR DE CARGAS DE TRABALHO PARA SEQÜÊNCIAS DE UMA DADA POPULAÇÃO
..111
F
IGURA
34
–
R
ESULTADOS COM TAMANHO DE POPULAÇÃO
10
E NÚMERO DE GERAÇÕES
30.....................113
F
IGURA
35
–
R
ESULTADOS COM TAMANHO DE POPULAÇÃO
20
E NÚMERO DE GERAÇÕES
50.....................114
F
IGURA
36
–
R
ESULTADOS COM TAMANHO DE POPULAÇÃO
30
E NÚMERO DE GERAÇÕES
40.....................114
F
IGURA
37
–
R
ESULTADOS COM TAMANHO DE POPULAÇÃO
30
E NÚMERO DE GERAÇÕES
60.....................115
F
IGURA
38
–
R
ESULTADOS COM TAMANHO DE POPULAÇÃO
50
E NÚMERO DE GERAÇÕES
30.....................115
F
IGURA
39
–
P
ROTÓTIPO DO MODELO GERAL DO ESTALEIRO
.....................................................................117
F
IGURA
40
–
V
ISUALIZAÇÃO DA EMBARCAÇÃO
-
TIPO
................................................................................118
F
IGURA
41
–
S
EÇÃO MESTRA E DIVISÃO DE BLOCOS
..................................................................................119
F
IGURA
42
–
C
LASSES DE PRODUTOS INTERMEDIÁRIOS
.............................................................................121
F
IGURA
43
–
D
IAGRAMA DE ÁREAS
,
LINHAS DE PRODUÇÃO E OFICINAS DE TRABALHO
.............................133
F
IGURA
44
–
M
ODELAGEM
3D
DA SEÇÃO MESTRA DA EMBARCAÇÃO
-
TIPO
...............................................152
F
IGURA
45
–
P
ERSPECTIVA
(
BOMBORDO
)
DO CORPO PARALELO DA EMBARCAÇÃO
-
TIPO
...........................152
F
IGURA
46
–
P
ERSPECTIVA
(
DE BORESTE
)
DO CORPO PARALELO DA EMBARCAÇÃO
-
TIPO
..........................153
F
IGURA
47
–
P
ERSPECTIVA FRONTAL DO CORPO PARALELO DA EMBARCAÇÃO
-
TIPO
.................................153
F
IGURA
48
–
E
STRUTURA DE PROCESSOS PARA O CICLO DE MONTAGEM DO BLOCO
1
E O
GP
ASSOCIADO
.155
F
IGURA
49
–
E
STRUTURA DE PROCESSOS PARA O CICLO DE MONTAGEM DO BLOCO
2
E O
GP
ASSOCIADO
.156
F
IGURA
50
–
M
ANUFACTURING
C
ONCEPT PARA A PRODUÇÃO DOS BLOCOS
1
E
2.......................................156
F
IGURA
51
-
E
XEMPLO DE CARREGAMENTO DO MODELO
QUEST
A PARTIR DA ÁRVORE DE RECURSOS DO
DPE.................................................................................................................................................158
F
IGURA
52
–
E
XEMPLO DE PROCESSO NO MODELO INTEGRADO DE ÁREAS DO ESTALEIRO
.........................159
F
IGURA
53
–
E
XEMPLO DE CONEXÕES NO MODELO INTEGRADO DE ÁREAS DO ESTALEIRO
........................159
F
IGURA
54
–
E
XEMPLO DE PRODUTOS
/
COMPONENTES NO MODELO INTEGRADO DE ÁREAS DO ESTALEIRO
160
F
IGURA
55
–
E
XEMPLO DE ELEMENTOS NO MODELO INTEGRADO DE ÁREAS DO ESTALEIRO
......................160
xii
F
IGURA
56
–
M
ODELO
QUEST
DE ÁREAS DO ESTALEIRO INTEGRADAS
.....................................................161
F
IGURA
57
–
E
STRATÉGIA DE EDIFICAÇÃO POR ANÉIS
...............................................................................165
F
IGURA
58
–
E
STRATÉGIA DE EDIFICAÇÃO POR CAMADAS
........................................................................165
F
IGURA
59
–
E
STRATÉGIA DE EDIFICAÇÃO PIRAMIDAL
..............................................................................165
F
IGURA
60
–
B
LOCOS MODELADOS
...........................................................................................................166
F
IGURA
61
–
A
GRUPAMENTOS
1
(C
ARACTERÍSTICAS
F
ÍSICAS
)..................................................................167
F
IGURA
62
–
A
GRUPAMENTOS
2
(C
OMPRIMENTO DE SOLDA NA POSIÇÃO HORIZONTAL
)...........................167
F
IGURA
63
–
A
GRUPAMENTOS
3
(P
ESO DOS
B
LOCOS
) ...............................................................................167
F
IGURA
64
–
A
GRUPAMENTO
4
(N
ÚMERO DE
P
AINÉIS E
S
UBMONTAGENS
) ...............................................167
F
IGURA
65
–
M
ODELO DA OFICINA DE MONTAGEM DE BLOCOS
.................................................................168
F
IGURA
66
–
P
ROCEDIMENTO GERAL DE ANÁLISE
.....................................................................................169
F
IGURA
67
–
A
GRUPAMENTOS
(A
NEL
)
–
T
AXAS DE UTILIZAÇÃO X
E
STAÇÕES DE TRABALHO
(OMT).......171
F
IGURA
68
–
A
GRUPAMENTOS
(C
AMADA
)
–
T
AXAS DE UTILIZAÇÃO X
E
STAÇÕES DE TRABALHO
(OMT).172
F
IGURA
69
–
A
GRUPAMENTOS
(P
IRÂMIDE
)
–
T
AXAS DE UTILIZAÇÃO X
E
STAÇÕES DE TRABALHO
(OMT) 172
F
IGURA
70
–
E
STRATÉGIA
A
NEL
-
N
º
.
DE BLOCOS
P
RODUZIDOS VS
.
D
IMENSIONAMENTOS
(1
E
2).............173
F
IGURA
71
–
E
STRATÉGIA
C
AMADA
-
N
º
.
DE BLOCOS
P
RODUZIDOS VS
.
D
IMENSIONAMENTOS
(1
E
2).......174
F
IGURA
72
–
E
STRATÉGIA
P
IRÂMIDE
-
N
º
.
DE BLOCOS
P
RODUZIDOS VS
.
D
IMENSIONAMENTOS
(1
E
2)......174
F
IGURA
73
–
T
EMPO DE EDIFICAÇÃO VS
.
N
ÚMERO DE TRABALHADORES
..................................................175
F
IGURA
74
–
T
EMPO DE EDIFICAÇÃO VS
.
N
ÚMERO DE TRABALHADORES
(D
ETALHE
)................................176
F
IGURA
75
–
T
EMPO TOTAL INTEGRADO COM QUATRO ESTAÇÕES DE MONTAGEM DE BLOCOS
..................177
F
IGURA
76–
T
EMPO TOTAL INTEGRADO COM SETE ESTAÇÕES DE MONTAGEM DE BLOCOS
........................177
F
IGURA
77
–
E
STRUTURA BÁSICA DA
WBS
(
PACOTES DE TRABALHO
,
CONTAS DE CONTROLE E NÍVEIS
HIERÁRQUICOS
) ...............................................................................................................................183
F
IGURA
78
–
E
STRUTURAS DE DECOMPOSIÇÃO DO TRABALHO NA CONSTRUÇÃO NAVAL ORIENTADAS AO
PRODUTO
.........................................................................................................................................187
F
IGURA
79
–
M
ODELO GENÉRICO ORIENTADO A OBJETOS DE UM ESTALEIRO
............................................190
F
IGURA
80
–
M
ODELO BÁSICO DE INTEGRAÇÃO DO SISTEMA DE CONTROLE DE CUSTO E CRONOGRAMA
...192
F
IGURA
81
–
D
ELIMITAÇÃO DAS FUNÇÕES DO SISTEMA DE INFORMAÇÕES NO CONTEXTO DO SISTEMA DE
CONTROLE
.......................................................................................................................................193
F
IGURA
82
–
G
ERENCIAMENTO TRADICIONAL DE CUSTOS E
EVM ............................................................196
F
IGURA
83
–
E
LEMENTOS DO
EVM...........................................................................................................198
F
IGURA
84
–
A
QUISIÇÃO DE DADOS PARA A CÁLCULO DO
IDCR
E
IDCT..................................................204
F
IGURA
85
–
P
ROCESSO DE ESTIMAÇÃO DO CONTEÚDO DE TRABALHO
......................................................207
F
IGURA
86
–
S
ISTEMA DE ORÇAMENTAÇÃO DE MÃO
-
DE
-
OBRA
..................................................................207
F
IGURA
87
–
C
ONSUMO DE MÃO
-
DE
-
OBRA
................................................................................................208
F
IGURA
88
–
P
ROGRESSO DA PRODUÇÃO
...................................................................................................209
F
IGURA
89
–
P
RODUTIVIDADE
...................................................................................................................210
F
IGURA
90
–
M
ATRIZ DE RISCOS DE DESEMPENHO DO PROJETO
................................................................213
F
IGURA
91
–
C
RONOGRAMA
M
ESTRE DE
P
RODUÇÃO
................................................................................219
F
IGURA
92
–
C
ONSUMO MENSAL DE MÃO
-
DE
-
OBRA
(OFP,
OMT,
APED,
AED).......................................222
F
IGURA
93
–
ICMDO
(DEST,
OFP,
OMT,
APED,
AED).........................................................................222
F
IGURA
94
–
ICMDO
E CONSUMO MENSAL DE MÃO
-
DE
-
OBRA
(DEST) ....................................................222
F
IGURA
95
–
D
ECOMPOSIÇÃO DO
B
LOCO
1 ...............................................................................................241
F
IGURA
96
–
D
ECOMPOSIÇÃO DOS
B
LOCOS
2
E
3 ......................................................................................241
F
IGURA
97
–
D
ECOMPOSIÇÃO DOS
B
LOCOS
4
E
5 ......................................................................................242
F
IGURA
98
–
D
ECOMPOSIÇÃO DOS
B
LOCOS
6
E
7 ......................................................................................242
F
IGURA
99
–
D
ECOMPOSIÇÃO DOS
B
LOCOS
8
E
9 ......................................................................................243
F
IGURA
100
–
D
ECOMPOSIÇÃO DOS
B
LOCOS
10
E
11 ................................................................................243
F
IGURA
101
–
D
ECOMPOSIÇÃO DOS
B
LOCOS
12
E
13 ................................................................................244
F
IGURA
102
–
D
ECOMPOSIÇÃO DO
B
LOCO
18 ...........................................................................................244
F
IGURA
103
–
D
ECOMPOSIÇÃO DO
B
LOCO
19 ...........................................................................................245
F
IGURA
104
–
D
ECOMPOSIÇÃO DO
B
LOCO
20 ...........................................................................................245
F
IGURA
105
–
D
ECOMPOSIÇÃO DO
B
LOCO
21 ...........................................................................................246
F
IGURA
106
–
D
ECOMPOSIÇÃO DO
B
LOCO
22 ...........................................................................................246
F
IGURA
107
–
B
LOCOS DECOMPOSTOS EM PAINÉIS E SUBMONTAGENS
......................................................247
F
IGURA
108
–
P
AINÉIS DECOMPOSTOS EM PARTES PARALELAS E PERFIS
...................................................248
F
IGURA
109
–
S
UBMONTAGENS DECOMPOSTAS EM PARTES PARALELAS
,
PARTES INTERNAS E PARTES NÃO
PARALELAS
......................................................................................................................................249
F
IGURA
110
–
B
LOCO
1
NO
DPE ...............................................................................................................250
F
IGURA
111
–
B
LOCO
2
NO
DPE ...............................................................................................................250
xiii
F
IGURA
112
–
B
LOCO
4
NO
DPE ...............................................................................................................251
F
IGURA
113
–
B
LOCO
6
NO
DPE ...............................................................................................................251
F
IGURA
114
–
B
LOCO
8
NO
DPE ...............................................................................................................252
F
IGURA
115
–
B
LOCO
10
NO
DPE .............................................................................................................252
F
IGURA
116
–
B
LOCO
12
NO
DPE .............................................................................................................253
F
IGURA
117
–
B
LOCO
14
NO
DPE .............................................................................................................253
F
IGURA
118
–
B
LOCO
16
NO
DPE .............................................................................................................254
F
IGURA
119
–
B
LOCO
18
NO
DPE .............................................................................................................254
F
IGURA
120
–
B
LOCO
19
NO
DPE .............................................................................................................255
F
IGURA
121
–
B
LOCO
20
NO
DPE .............................................................................................................255
F
IGURA
122
–
B
LOCO
21
NO
DPE .............................................................................................................256
F
IGURA
123
–
B
LOCO
22
NO
DPE .............................................................................................................256
F
IGURA
124
–
E
STRUTURA DE PROCESSOS PARA A PRODUÇÃO DOS BLOCOS
1
E
2.....................................256
F
IGURA
125
–
E
STRUTURA DE PROCESSOS PARA PAINÉIS E SUBMONTAGENS DO BLOCO
1.........................257
F
IGURA
126
–
E
STRUTURA DE PROCESSOS PARA PAINÉIS DO TIPO
1
E
GP
ASSOCIADO
...............................257
F
IGURA
127
–
E
STRUTURA DE PROCESSOS PARA PAINÉIS DO TIPO
2
E
GP
ASSOCIADO
...............................258
F
IGURA
128
–
E
STRUTURA DE PROCESSOS PARA SUBMONTAGENS DO TIPO
1
E
GP
ASSOCIADO
.................258
F
IGURA
129
–
E
STRUTURA DE PROCESSOS PARA SUBMONTAGENS DO TIPO
2
E
GP
ASSOCIADO
.................259
F
IGURA
130
–
E
STRUTURA DE PROCESSOS PARA PAINÉIS E SUBMONTAGENS DO BLOCO
2.........................260
F
IGURA
131
–
E
STRUTURA DE PROCESSOS PARA PAINÉIS DO TIPO
3
E
GP
ASSOCIADO
...............................260
F
IGURA
132
–
E
STRUTURA DE PROCESSOS PARA SUBMONTAGENS DO TIPO
3
E
GP
ASSOCIADO
.................261
F
IGURA
133
–
E
STRUTURA DE PROCESSOS PARA BLOCOS DO TIPO
1
E
GP
ASSOCIADO
..............................261
F
IGURA
134
–
E
STRUTURA DE PROCESSOS PARA A MONTAGEM INICIAL DE ESTRUTURAS
“
EGG BOX
”
DE
BLOCOS DO TIPO
1
E
GP
ASSOCIADO
................................................................................................262
F
IGURA
135
–
E
STRUTURA DE PROCESSOS PARA A MONTAGEM FINAL DE ESTRUTURAS
“
EGG BOX
”
DE
BLOCOS DO TIPO
1
E
GP
ASSOCIADO
................................................................................................263
F
IGURA
136
–
E
STRUTURA DE PROCESSOS PARA A MONTAGEM INICIAL DE BLOCOS DO TIPO
1
E
GP
ASSOCIADO
......................................................................................................................................264
F
IGURA
137
–
E
STRUTURA DE PROCESSOS PARA A MONTAGEM INVERTIDA DE BLOCOS DO TIPO
1
E
GP
ASSOCIADO
......................................................................................................................................265
F
IGURA
138
–
E
STRUTURA DE PROCESSOS PARA BLOCOS DO TIPO
2
E
GP
ASSOCIADO
..............................266
F
IGURA
139
–
E
STRUTURA DE PROCESSOS PARA A MONTAGEM INICIAL DE BLOCOS DO TIPO
2
E
GP
ASSOCIADO
......................................................................................................................................266
F
IGURA
140
–
E
STRUTURA DE PROCESSOS PARA A MONTAGEM INVERTIDA DE BLOCOS DO TIPO
2
E
GP
ASSOCIADO
......................................................................................................................................267
1
1. INTRODUÇÃO
A principal motivação para o desenvolvimento deste trabalho está associada à
resposta para a seguinte pergunta: Como buscar aumento da competitividade da
Indústria Brasileira de Construção Naval, criando condições de disputar encomendas
no mercado internacional?
Ao longo deste texto será possível encontrar duas respostas para a pergunta
acima.
A primeira indicará que é necessário um esforço concentrado para reduzir
diferenças de nível tecnológico acumuladas no período de crise. Durante o final dos
anos 80 e início dos anos 90 a Indústria Brasileira de Construção Naval mergulhou em
uma profunda crise que levou os estaleiros nacionais a níveis de ociosidade elevados.
A Indústria Brasileira de Construção Naval teve, nesse período, seus níveis de
atividades drasticamente reduzidos, dificultando a manutenção dos padrões
tecnológicos estabelecidos pelos estaleiros líderes mundiais. Padrões estes que
avançaram significativamente nos anos de ociosidade nos estaleiros brasileiros.
A segunda resposta mencionada se trata de um desdobramento da primeira e
indica que o nível tecnológico dos processos industriais avançou em ritmo mais lento
que o desenvolvimento de ferramentas gerenciais. Ou seja, para recuperar a diferença
em relação a estaleiros líderes é mais eficiente investir em ferramentas gerenciais do
que em processos industriais.
Este trabalho tem como objetivo contribuir para o desenvolvimento de
ferramentas gerenciais que permitam que a Indústria Brasileira de Construção Naval
avance na busca de competitividade internacional.
Para melhor entender a contribuição deste trabalho, é necessário explicar que a
indústria de construção naval tem particularidades que definem a forma como ela é
organizada. Tais particularidades têm impactos importantes nos processos de um
estaleiro, especialmente:
− na organização dos fluxos de produção;
− na estrutura organizacional;
− no nível de desenvolvimento tecnológico;
− nas atividades de Pesquisa, Desenvolvimento e Inovação (P&D+I); e
− na produtividade de processos,
Esses fatores determinam, em maior ou menor grau, quais são os melhores
conceitos, técnicas e ferramentas a serem aplicados com o objetivo de aumentar os
níveis de eficiência e de produtividade global.
As ferramentas normalmente utilizadas para a gestão de operações em
indústrias maduras estão consolidadas na literatura, são utilizadas com relativa
facilidade e estão incorporadas no dia-a-dia das operações. Tais técnicas tradicionais,
entretanto, foram desenvolvidas para o planejamento, programação e controle, bem
como a otimização das operações, em indústrias com características que se
aproximam ou da indústria de construção, ou da indústria de manufatura.
Com o objetivo de ilustrar as diferenças entre a construção naval e outras
indústrias, serão brevemente descritas as indústrias de construção e de manufatura.
2
A indústria de construção pode ser caracterizada como: orientada a projetos
únicos com estruturas que são mobilizadas e desmobilizadas com o propósito de
executar um único projeto.
Já a indústria de manufatura, caracterizada pela produção seriada de produtos
padronizados, dispõe de uma infra-estrutura fixa, com grandes investimentos de
capital, que busca retornos crescentes através do aumento contínuo da produtividade
de seus processos industriais.
A indústria de construção naval está situada entre esses dois modelos típicos,
executando projetos de grande porte e alta complexidade em instalações industriais
fixas, e com grande volume de recursos alocados na implantação da infra-estrutura
produtiva.
A literatura referente ao desenvolvimento de ferramentas e aplicações para as
indústrias de construção e manufatura é abundante, tanto aquela mais básica que
consolida conceitos técnicas e ferramentas de aplicação mais simples, como aquela
voltada para a pesquisa e desenvolvimento com caráter mais científico e, portanto, de
aplicação mais complexa.
Os principais conceitos, técnicas e ferramentas tradicionais estão descritos,
principalmente, na literatura de Gestão de Operações e da Produção. A otimização de
processos faz parte desse conjunto metodológico e ferramentas tradicionais são
utilizadas, como por exemplo, heurísticas, programação linear e programação inteira.
A otimização de processos através de técnicas tradicionais implica na
simplificação da formulação dos problemas. Na indústria de manufatura,
considerando produtos padronizados e seriados, as ferramentas tradicionais trazem
resultados bastante satisfatórios e são utilizadas em larga escala.
No entanto, a aplicação das ferramentas tradicionais de otimização na indústria
de construção naval, devido a suas peculiaridades, muitas vezes não conduz a
resultados satisfatórios, gerando a necessidade de desenvolvimento de soluções
específicas. Tais soluções devem considerar as características de uma indústria com
produtos complexos, de grande porte, tempos de produção elevados e produção de
poucas unidades por ano (nos maiores estaleiros do mundo a produção pode chegar a
atingir 50-60 navios/ano, sendo, mais comum encontrar produções anuais na faixa de
10-15 navios/ano).
A busca por ferramentas que dêem suporte às particularidades da indústria de
construção naval e que, ao mesmo tempo, representem avanços significativos nas
funções de planejamento, programação e controle da produção, envolve a necessidade
de análise de problemas que demandam o tratamento de grandes massas de dados que
apresentam comportamento estocástico de difícil previsão. Tais características
sugerem que o uso de ferramentas que incorporam técnicas de Inteligência Artificial
pode produzir resultados mais eficientes que as técnicas mais tradicionais de Pesquisa
Operacional.
Outra ferramenta relativamente recente que se apresenta com grande utilidade
para a indústria de construção naval é a simulação de eventos discretos. A simulação
tem ganhado importância na medida em que permite a consideração da natureza
complexa, dinâmica e estocástica dos processos de construção naval, no planejamento
e programação das atividades. Essa tecnologia permite a avaliação geral de cenários
de produção e a identificação de medidas de desempenho globais.
3
A simulação é uma ferramenta flexível, de baixo custo, para avaliação de
diferentes cenários, identificação de gargalos produtivos e geração de alternativas
para melhorias da situação atual. Tem o objetivo de avaliar os níveis de produção, de
utilização de mão-de-obra e de ocupação de um estaleiro, operando em cenários
específicos. É utilizada para realizar ajustes finos em processos produtivos para
melhorias em processos, redução de tempos de ciclo e melhor utilização da mão-de-
obra. Também é utilizada para identificar gargalos e avaliar o impacto de mudanças
no fluxo de materiais e no aumento da produtividade de processos específicos.
Além das técnicas de Inteligência Artificial e de Simulação de Eventos
Discretos, e ainda dentro do contexto de identificação de conceitos, técnicas e
ferramentas para aumentar a eficiência e a produtividade na construção naval, também
se destaca a Tecnologia de Grupo (Group Technology – GT).
Nos processos de produção organizados de acordo com os conceitos de
Tecnologia de Grupo, produtos intermediários com atributos físicos similares são
agrupados em famílias que requerem métodos similares de fabricação e montagem,
gerando ganhos de eficiência na produção através do processamento conjunto desses
elementos.
A implementação da Tecnologia de Grupo exige que sejam criados sistemas
de codificação abrangentes e que a padronização de produtos intermediários seja
intensificada. Dessa forma, através do agrupamento de peças similares, é possível
organizar células de manufatura para fabricação de famílias de peças com infra-
estrutura, ferramentas e trabalhadores especializados na produção de uma determinada
família de produtos.
A Tecnologia de Grupo explora a similaridade entre produtos intermediários
com volumes consideráveis de produção, com o objetivo principal de tornar o
trabalho repetitivo, permitindo ganhos de produtividade e de utilização de recursos,
além de aumentar as chances de emprego de processos automáticos.
A união dos conceitos e técnicas descritas acima pode se configurar como uma
contribuição relevante para o avanço das funções de planejamento, programação e
controle da construção naval, com capacidade para provocar ganhos significativos de
eficiência nas operações industriais e originar aumentos nos níveis de produtividade
praticados, principalmente ao considerar-se o ambiente da construção naval no Brasil.
O principal objetivo deste trabalho é a abordagem de um conjunto de
conceitos, técnicas e ferramentas com sentido inovador sob uma perspectiva científica
mais ampla e, além disso, com aplicação inovadora na indústria de construção naval.
Neste trabalho foi promovida a união do conceito de Tecnologia de Grupo e
das técnicas de Inteligência Artificial e Simulação de Enventos Discretos,
configurando uma contribuição relevante para o avanço das funções de planejamento,
programação e controle da construção naval.
No entanto, para que os benefícios da utilização do conjunto de conceitos e
ferramentas citados acima sejam efetivamente auferidos, é necessário que o controle
sobre os indicadores de desempenho da organização seja efetivo.
A necessidade de comparação entre o que foi planejado e o que está sendo
executado é fundamental para a avaliação do desempenho de qualquer organização
industrial. O controle envolve a avaliação de aspectos referentes a custo, prazo e
qualidade. As ferramentas de controle são desenvolvidas para permitir que problemas
4
relacionados a esses aspectos sejam detectados e que os ajustes necessários no
planejamento e na programação das atividades possam ser analisados.
Novamente, no caso específico da construção naval, sistemas desenvolvidos
com histórico de sucesso em outras indústrias não necessariamente poderão ser
aplicados com sucesso. Por exemplo, sistemas ERP que contém funções de
planejamento, programação e controle com aplicações bem sucedidas em outras
indústrias, normalmente não funcionam bem quando utilizados para desempenhar
essas funções em estaleiros. É natural, portanto, encontrar soluções desenvolvidas
especificamente para a construção naval.
As causas para que isso aconteça serão identificadas e detalhadas ao longo
deste trabalho e um sistema com funções adaptadas para a construção naval será
proposto, contendo uma proposta para a aquisição de dados e geração de indicadores e
com capacidade para lidar com as particularidades da construção naval,
principalmente no que se refere à heterogeneidade de seus produtos e processos.
Esta Tese ainda um segundo objetivo relacionado à apresentação de um
sistema desenvolvido com o objetivo de aferir o desempenho das atividades nas
diversas áreas dentro de um estaleiro. Dessa forma é possível identificar o impacto de
ações de planejamento e programação e também alimentar as funções de
reprogramação de atividades ou de planejamento de novas obras.
Para atingir os objetivos definidos para este trabalho e mencionados acima,
foram desenvolvidos os Capítulos 2, 3, 4 e 5, que serão brevemente descritos a seguir.
O Capítulo 2 se inicia com a apresentação de uma visão geral sobre a evolução
tecnológica na construção naval e o papel do desenvolvimento de atividades de
Pesquisa e Desenvolvimento, ressaltando o impacto de avanços tecnológicos nos
índices de produtividade. Em seguida é apresentado um panorama da indústria
brasileira de construção naval com relação às tecnologias empregadas e a forma como
é organizada a produção e a força de trabalho.
O Capítulo 3 é dedicado a levantar, apresentar e comentar os principais
conceitos, métodos e ferramentas associados à gestão da produção na construção
naval. Esse levantamento é utilizado para definir as ferramentas que serão exploradas
com maior profundidade na seqüência do trabalho.
Com base na pesquisa baseada em extensa bibliografia e apresentada no
Capítulo 3, foram definidos conceitos, ferramentas e técnicas compatíveis com o
contexto descrito acima.
O Capítulo 4 apresenta uma abordagem integrada de ferramentas de
Inteligência Artificial e de Simulação e do conceito de Tecnologia de Grupo. Modelos
de Redes Neurais foram desenvolvidos para resolver o Problema da Formação de
Células de Trabalho, ou “Cell Formation Problem (CFP)” aplicado à construção
naval. A abordagem com Redes Neurais se mostrou válida para aplicação em grandes
sistemas, onde a diversidade de padrões pode inviabilizar a estruturação de modelos
manipuláveis.
Também foi desenvolvido um modelo de otimização baseado em Algoritmos
Genéticos para seqüenciar a edificação de blocos no berço de construção. A
edificação é a atividade mais crítica em um estaleiro, pois utiliza o principal recurso
desse tipo de organização industrial: o berço de construção. A otimização dessa
5
atividade pode levar a ganhos significativos de produtividade, desde que os processos
nessa área estejam integrados com os processos que antecedem essa atividade crítica.
Finalmente, foi desenvolvido um modelo de simulação com o objetivo de
testar a abordagem da formação de famílias de produtos e do seqüenciamento da
edificação.
O Capítulo 5 apresenta um sistema de controle da produção especialmente
desenvolvido para acompanhar atividades de construção naval e com o objetivo de
aferir o desempenho das atividades nas diversas áreas dentro de um estaleiro. Dessa
forma é possível identificar o impacto de ações de planejamento e programação e
também alimentar as funções de reprogramação de atividades ou de planejamento de
novas obras.
O Capítulo 6 apresenta as principais conclusões e recomendações relacionadas
com o trabalho apresentado e o Capitulo 7 a bibliografia utilizada para o
desenvolvimento desta Tese.
6
2. TECNOLOGIA E PRODUTIVIDADE NA CONSTRUÇÃO NAVAL
2.1. Introdução
Este Capítulo tem como principal objetivo relacionar as características da
indústria de construção naval e os padrões tecnológicos encontrados nos estaleiros
mundiais e também brasileiros.
A influência de avanços tecnológicos, principlamente daqueles ligados à
gestão da produção, serão avaliados com relação aos respectivos impactos nos níveis
de produtividade.
O nível tecnológico da indústria de construção naval no Brasil também será
estudado, com foco nas tecnologias utilizadas e na organização da produção.
A forma como a produção é organizada nas indústrias, em função de sua
importância estratégica, é objeto de preocupação dentro de qualquer contexto que se
volte para a eficiência na alocação de recursos e para o aumento de produtividade e,
consequentemente, de competitividade.
Antes de iniciar o desenvolvimento do conteúdo deste Capítulo, é interessante
esclarecer que a organização de um sistema de produção é orientada para o
atendimento de necessidades específicas de fabricação de um determinado produto.
As características da demanda por esse produto e a complexidade associada à sua
fabricação determinam a forma mais adequada para produzi-lo (COPPE, 2007).
Todas as características da cadeia produtiva relacionadas ao produto, desde a
pesquisa e o desenvolvimento até a fabricação e a venda para o consumidor, são
partes integrantes do sistema de produção. Dessa forma, os sistemas de produção
podem ser basicamente organizados em função dos recursos disponíveis; do tipo de
produto (personalizado ou padrão); de seus processos de produção (focalizado no
processo ou no produto) e da cultura organizacional da empresa.
O posicionamento do sistema de produção diante das alternativas de produtos,
processos e estruturas de organização existentes é o ponto de partida para o melhor
entendimento e análise crítica dos modelos de organização da produção encontrados
nas indústrias.
De maneira geral, neste Capítulo serão discutidas as principais características
que influenciam as abordagens produtivas encontradas nas indústrias em geral,
posicionando a indústria naval em comparação com a produção de outros tipos de
produtos e seus sistemas produtivos.
2.2. Características da demanda e do produto
Uma grande variedade de fatores afeta a forma como os processos de
produção são determinados. Entre os principais fatores, destacam-se as características
da demanda e do produto. Tais características definem o tipo básico de organização
dos processos de produção a ser adotado.
Nesta seção será discutida, inicialmente, a maneira como as características da
demanda e produto influenciam a organização da produção, com destaque para as
características específicas da indústria de construção naval.
Posteriormente, serão abordados os modelos de organização da produção
típicos e suas relações com o modelo de organização da construção naval, enfatizando
7
o papel da Tecnologia de Grupo como elemento de relevância dentro do contexto da
construção naval moderna.
As características da demanda afetam a organização da produção na medida
em que os processos de produção devem ter capacidade adequada para atender a
demanda requerida em um determinado período. As principais características devem,
portanto, ser conhecidas quando se pensa em projetar os processos de produção que
serão responsáveis pelo atendimento da demanda mapeada. Desse modo, deve-se
conhecer o perfil dos produtos demandados e as quantidades necessárias para atender
ao mercado durante um determinado período.
Com o conhecimento dos elementos colocados acima, projeta-se a organização
dos recursos disponíveis com o objetivo de desenvolver processos que atendam às
necessidades mapeadas. Com base no estudo do comportamento futuro da demanda,
deve-se expandir ou restringir a capacidade de produção visando ao equilíbrio entre
demanda e capacidade. A escolha dos processos de produção, considerando que
alguns processos são mais flexíveis que outros em relação à expansão e restrição da
capacidade de produção, é, portanto, influenciada pela variação da demanda.
Segmentos de mercado com demandas consistentes e estáveis tendem a desenvolver
processos mais eficientes, no entanto pouco flexíveis. Por outro lado, segmentos
sujeitos a variações significativas de demanda optam por processos mais flexíveis.
No caso da indústria de construção naval, a demanda apresenta um
comportamento marcado por grandes ciclos, seja de expansão ou de retração.
Atualmente, essa indústria está passando por um ciclo de grande desenvolvimento,
encerrando um período de crise iniciado em meados da década de 1970 e que se
arrastou pela década de 1980, conforme se pode observar na Figura 1.
GROSS TONNAGE –GT (milhões)
Fonte: Lloyd’s Register e Clarkson Research Studies
Figura 1 – Evolução da Produção Mundial de Navios Mercantes – Valores em
milhões de GT (Gross Tonnage)
Ao longo da década de 1960 e dos primeiros anos da década de 1970,
verificou-se um rápido e contínuo crescimento da produção mundial de navios. Esse
período extremamente favorável à construção naval mundial encerrou-se com as duas
8
crises do petróleo (em 1973 e 1979) e a recessão da economia mundial do início dos
anos 1980. Como conseqüência, houve uma acentuada redução das encomendas de
navios mercantes e o mercado de construção naval mergulhou em uma profunda crise.
Do patamar de aproximadamente 34 milhões de GT anuais produzidos entre 1974 e
1976, a produção mundial de navios caiu drasticamente nos anos seguintes até atingir
o seu menor nível em 1988 com 10,9 milhões.
Durante a crise, muitos estaleiros em todo mundo foram fechados. Os
estaleiros europeus e japoneses passaram por um intenso processo de adequação para
redução da capacidade de produção (Figura 2). A capacidade de produção dos
estaleiros japoneses e europeus passou de 20,0 milhões de CGT
1
(Compensated Gross
Tonnage) para apenas 10,6 milhões de cgt entre 1975 e 1990, representando uma
redução de 47%. A fase da expansão, marcada pelo crescimento e consolidação da
Coréia do Sul, iniciou-se ao final da década de 80 e se estende até os dias atuais.
Nesse período os estaleiros japoneses e europeus ampliaram a capacidade de
produção em cerca de 28%, passando para uma capacidade de 13,6 milhões de cgt em
2005. Já os estaleiros coreanos, que tinham uma capacidade de produção de 1,8
milhões de cgt no final da década de 80, passam a ter capacidade de 8,6 milhões de
cgt em 2005, ou seja, aproximadamente 380% de crescimento.
0,0
2,0
4,0
6,0
8,0
10,0
12,0
1975 1980 1985 1990 1995 1998 2005-Previsão
Milhões de CGT
Europa Japão Coréia do Sul China Outros
Fonte: AWES - Association of European Shipbuilders and Shiprepairers
Figura 2 – Evolução da Capacidade de Construção Naval
1
Compensated Gross Tonnage – CGT representa a tonelagem de arqueação do navio, ou
Gross Tonnage (GT), corrigida para levar em conta a dificuldade de construção. O fator
de correção depende do tipo e do porte do navio. A complexidade é referida por
comparação a um navio padrão, que é um cargueiro de 15.000 GT. O conceito de CGT
foi desenvolvido em função da necessidade de se ter uma medida que levasse em conta as
diferenças entre tipos de navio, de complexidade do projeto e construção, e de porte. Os
coeficientes de correção são publicados e aceitos como referência pela OCDE.
9
Analisando as informações acima, percebe-se que a demanda de construção de
navios oceânicos se caracteriza pelo comportamento cíclico, alternando períodos de
grande quantidade de encomendas e expansão da produção, com períodos de poucas
encomendas e retração da capacidade produtiva agregada. Esse tipo de
comportamento da demanda é comum em outros tipos de indústria de bens de capital,
como é o caso da indústria aeronáutica.
A organização dos processos de produção deve, portanto, permitir
acomodações significativas da capacidade produtiva, sejam expansões ou retrações,
para adequação às necessidades produtivas impostas pelo mercado no médio prazo.
Outros fatores que influem de forma significativa na definição dos processos
de produção são relacionados a características do produto, como a complexidade de
fabricação/montagem, a mobilidade, os tipos de materiais empregados e a
possibilidade de padronização do produto final ou de produtos intermediários.
A construção de navios pode ser considerada uma atividade com alto grau de
complexidade. Mesmo os navios mais simples são produtos com elevado grau de
complexidade. Além da complexidade relacionada à aquisição e instalação dos
sistemas mecânicos e eletro-eletrônicos que compõem um navio, também se destaca a
complexidade de planejamento e controle da fabricação e montagem da estrutura do
casco do navio. Por serem estruturas grandes e pesadas, compostas de inúmeros
componentes diferentes, é necessária que sua fabricação e montagem sejam divididas
para que as partes (blocos) possam ser deslocadas até o local de montagem final. Essa
divisão permite que os trabalhos de montagem estrutural e de instalação de
equipamentos nos blocos possam ser realizados paralelamente, o que, se por um lado
representa aumento de produtividade, por outro representa aumento de dificuldade de
gerenciamento de operações.
Adicionalmente, considere-se que normalmente um estaleiro processa mais de
um navio simultaneamente (tandem construction) – em alguns casos vários navios em
construção simultânea, que podem inclusive ser de tipos diferentes.
O fato de um navio ser uma estrutura móvel permite que a construção do casco
e a instalação de equipamentos pesados e complexos (como é o caso de um motor
principal) sejam realizadas em instalações com a adequada infra-estrutura para o
desenvolvimento de tais atividades, independente de onde o navio operará depois de
concluído e entregue.
Portanto, a mobilidade do navio, ao contrário do que se observa na indústria
de construção civil e industrial, por exemplo, permite o desenvolvimento de
instalações permanentes e dedicadas, com oficinas de grande porte, ferramentas e
equipamentos especializados, e sistemas de movimentação de carga de grande porte,
permitindo, assim, a modulação em grande escala e a facilitação do fluxo eficiente de
materiais.
A capacidade de produzir módulos com infra-estrutura dedicada e de grande
escala resulta em vários estágios interdependentes de montagem e em uma estrutura
de produtos com grande capacidade de padronização e agrupamento em famílias de
produtos. A construção de navios pode ser organizada de forma a ter uma grande
quantidade de produtos padronizados ou similares, tornando o trabalho mais
homogêneo. No entanto, a construção naval também não possui as características da
produção em série, situando-se na faixa entre a construção de projetos únicos e
específicos e a produção em série de bens de consumo.
10
Atualmente, entre os estaleiros de classe mundial, existem alguns altamente
especializados em determinado tipo de navio, enquanto outros produzem vários tipos
diferentes. É comum observar-se, em alguns dos mais competitivos estaleiros do
mundo, sendo construídos em paralelo petroleiros, navios de produtos, graneleiros,
porta-contêineres, LPG, LNG, etc.
2.3. Modelos de organização da produção
As características da demanda e do produto definem, de um modo geral, o
modelo de organização dos processos de produção mais adequado para um
determinado segmento industrial. No entanto, não há regras fixas que indiquem o
modelo ótimo de organização da produção, e cada organização buscará o modelo que
se mostre mais eficiente considerando um perfil de produção específico.
A decisão sobre o modelo de organização a ser adotado também deve
considerar aspectos referentes ao custo de mão-de-obra e à produtividade exigida para
inserção competitiva no mercado, que definem, entre outros fatores, a intensidade de
capital empregado em infra-estrutura e equipamentos.
No caso específico da indústria de construção naval, as decisões devem ser
tomadas de modo a posicionar a organização da produção em um estaleiro entre uma
extensa faixa de modelos de organização.
Essa faixa se estende desde a execução de projetos one-of-a-kind, que são
projetos únicos, com alto grau de complexidade e diferenciados, representados, por
exemplo, pela construção de fábricas ou plataformas offshore; até a produção seriada
de produtos padronizados, representada, por exemplo, pela produção de bens de
consumo como geladeiras e aparelhos de televisão.
A produtividade e a intensidade de capital empregado em infra-estrutura e
equipamentos tendem a aumentar na medida em que se aproxima do modelo de
organização da produção em série, conforme se observa na Figura 3.
Figura 3 – Modelos de organização da produção
Portanto, a organização da produção pode ser voltada para projetos únicos,
complexos e diferenciados, como é o caso da construção civil ou industrial; ou para
produtos padronizados, como automóveis. Entre esses dois extremos há inúmeras
formas de abordar a organização da produção.
Os tipos básicos de organização da produção para a manufatura são:
− orientados ao processo; e
− orientados ao produto.
Na produção organizada com orientação ao processo, normalmente as
operações são agrupadas de acordo com o tipo de processo para a formação de um
11
departamento de produção, ou seja, as operações de produção com processos
tecnológicos similares são agrupadas, com a organização dos sistemas de produção
em oficinas (job-shops). Esse tipo de organização é caracterizado pela flexibilidade de
produto, com capacidade de produção de pequenos lotes de uma grande variedade de
produtos; e pelo menor investimento inicial, utilizando equipamentos de uso geral e
equipamentos móveis de manuseio de materiais.
Já na produção com orientação ao produto, as operações de produção
necessárias para a produção de um determinado produto são agrupadas, formando
sistemas de produção em linhas de produção ou linhas de montagem. Caracteriza-se
pela menor flexibilidade, pois as linhas são projetadas para produtos específicos,
dificultando a sua adaptação para produtos com características diferentes, e pelo
maior custo inicial, uma vez que demanda equipamentos fixos de movimentação e
manuseio de materiais e equipamentos especializados para um determinado
produto/serviço.
Os tipos básicos apresentados acima são métodos para a organização da
produção e têm o objetivo de estruturar o entendimento das possibilidades de
organização da produção. Na prática são encontrados, além de exemplos que
representam fielmente as abordagens apresentadas, combinações dos modelos com
orientação ao processo a ao produto que exploram as características de cada modelo
de acordo com o perfil da demanda e do produto encontrados.
Ainda dentro do contexto de modelos de organização da produção, também se
destaca a Tecnologia de Grupo (Group Technology – GT). Nos processos de produção
organizados de acordo com os conceitos de Tecnologia de Grupo, produtos
intermediários com atributos físicos similares são agrupados em famílias que
requerem métodos similares de fabricação e montagem, gerando ganhos de eficiência
na produção através do processamento conjunto desses elementos.
A implementação da Tecnologia de Grupo exige que sejam criados sistemas
de codificação abrangentes e que a padronização de produtos intermediários seja
intensificada. Dessa forma, através do agrupamento de peças similares, é possível
organizar células de manufatura para fabricação de famílias de peças com infra-
estrutura, ferramentas e trabalhadores especializados na produção de uma determinada
família de produtos, conforme ilustrado na Figura 4.
Portanto, a Tecnologia de Grupo explora a similaridade entre produtos
intermediários com volumes consideráveis de produção, com o objetivo principal de
tornar o trabalho repetitivo, permitindo ganhos de produtividade e de utilização de
recursos, além de aumentar as chances de emprego de processos automáticos.
Na construção naval, o modelo de organização empregado no início da década
de 60 se caracterizava pela fabricação e montagem de peça por peça na carreira ou no
dique do estaleiro. Esse modelo, que se aproxima de um canteiro de obras, requer
investimentos baixos, baixa capacidade de movimentação de carga e nível baixo de
mecanização.
O acabamento (outfitting
2
) era realizado praticamente todo a bordo, após o
lançamento. Em resumo, esse tipo de estaleiro era caracterizado pelos mais básicos
2
Na construção naval costumam-se chamar de outfitting todos os elementos de uma embarcação que
não fazem parte da estrutura do casco. Incluem-se nesse grupo acessórios de casco e de convés,
máquinas e equipamentos, cabos e calhas elétricos, de instrumentação e Telecom, HVAC, tubulações e
acessórios de tubulação.
12
equipamentos, sistemas e técnicas. O modelo de organização se aproximava do
modelo orientado a processos. Tais métodos e processos são, hoje, totalmente
obsoletos.
Fonte: STORCH et. alii. (1995)
Figura 4 – Exemplos de organização da produção com orientação ao processo e com
Tecnologia de Grupo
A evolução desse modelo passou pelo reconhecimento das vantagens de se
produzir grandes “pedaços” dos navios em áreas cobertas e transportá-los para a
montagem em um dique seco ou carreira. A adoção desse modelo, chamado de
método de construção em blocos, evidenciou as vantagens da padronização, repetição
e automação, das economias de escala e da eficiência na produção, induzindo menores
custos e reduções nos cronogramas.
Por outro lado, na medida em que os blocos montados cresciam em tamanho,
mais investimentos foram necessários em guindastes e transportadores de grande
porte, e na melhoria dos processos de fabricação e montagem.
O atual estado da arte da tecnologia de construção naval foi definido a partir
do final da década de 90. Tem como características principais o desenvolvimento da
automação e robótica em todas as áreas onde podem ser efetivamente empregadas, e
pela integração dos sistemas operacionais, por exemplo, com o uso efetivo de
CAD/CAM/CIM.
Caracteriza-se pela filosofia de produção modular no projeto e na produção,
atingindo-se alto nível de padronização de componentes intermediários, mesmo para
navios diferentes. Os estaleiros mais avançados tecnologicamente dispõem de
estações de trabalho e linhas de processamento especializadas em tipos específicos de
blocos ou módulos, com alto grau de automatização e robotização. Também
caracterizam-se pela alta eficiência em controle computadorizado de material e pela
garantia de qualidade plenamente efetiva. Têm sido introduzidos novos métodos de
13
corte, solda, conformação e pintura, e fortemente desenvolvidos os padrões de
precisão e controle dimensional.
Analisando a transição nos modelos de organização da produção na construção
naval, do modelo de construção “peça por peça”, focado em processos, até o método
de construção em blocos com a adoção de conceitos de tecnologia de grupo, destaca-
se um elemento com papel fundamental: a estrutura de decomposição do trabalho
orientada a produtos, conhecida pela sigla PWBS (Product Work Breakdown
Structure).
A PWBS forneceu as bases para a elaboração de um sistema de codificação e
classificação que foi essencial para a implantação de um novo modelo de organização
da produção na construção naval. A PWBS será abordada mais detalhadamente no
Capítulo 5, que apresenta um sistema de planejamento e controle idealizado para a
construção naval.
Outros elementos de destaque na organização moderna da produção em
estaleiros são:
− o método de construção do casco em blocos (Hull Block Construction
Method – HBCM);
− o método de outfitting por zonas (Zone Outfitting Method – ZOFM);
− o método de pintura por zonas (Zone Painting Method – ZOFM); e
− a fabricação de famílias de peças, como por exemplo, a fabricação de
famílias de peças de tubulação (Pipe Piece Family Manufacturing -
PPFM).
Esses elementos consolidaram o modelo de organização que permite o
estabelecimento de linhas de produção de fabricação de peças, submontagens e
montagens de blocos, com razoável grau de padronização. O outfitting e a pintura por
zonas também consolidaram a integração estrutura-outfitting, e permitiram ganhos de
eficiência consideráveis através da antecipação do outfitting ainda na fase de
montagem do bloco, ou até mesmo na fase de submontagem.
A transição do modelo de organização da produção na construção naval,
iniciada no início da década de 70, foi fortemente influenciada pelo surgimento de
novos tipos de navios, pela produção de navios de porte cada vez maior, e por um
movimento no sentido da produção de navios em série. Embora os estaleiros europeus
e norte-americanos tenham iniciado nessa época processos de mudança visando a
adaptar-se a modelos de organização voltados para a produção em massa, o período é
marcado pela consolidação da liderança dos estaleiros japoneses, construídos ou
reconstruídos dentro dos padrões do novo modelo de produção apresentado acima.
Os estaleiros dessa época apresentavam níveis superiores de produtividade,
porém, o novo modelo trazia perda de flexibilidade na linha de produtos e no volume
de produção requerido. Para que esses estaleiros pudessem operar com um mínimo de
eficiência, era necessário que os produtos tivessem alto grau de padronização e que os
volumes de produção fossem elevados.
No final da década de 70, com a profunda crise derivada do colapso da
demanda por navios, particularmente superpetroleiros e graneleiros, houve uma
mudança na tendência de superespecialização.
14
Os estaleiros implantados ou modernizados a partir desse período começam a
incorporar os princípios da Tecnologia de Grupo, e são caracterizados por maior
flexibilidade no planejamento e nos requisitos de volume de produção.
O objetivo da Tecnologia de Grupo, como colocado acima, é explorar a
similaridade entre produtos intermediários, para aumentar a eficiência através do
aumento da escala de produção, mesmo quando os produtos finais não sejam
padronizados. No caso da construção naval, existe uma grande similaridade de
componentes intermediários, mesmo para navios de tipo e porte diferentes, nos
diversos estágios de agregação para montagem do produto final.
No contexto de um sistema de produção com Tecnologia de Grupo, os
produtos intermediários de qualquer tipo e em qualquer nível podem ser agrupados
em famílias com processo de produção similar. Dependendo da demanda por
determinada família, pode ser economicamente justificada a implantação de uma linha
de processo ou uma estação de trabalho especializada.
O estado da arte em organização da produção na construção naval se
caracteriza pela adoção dos conceitos de Tecnologia de Grupo de forma extensiva,
com o trabalho organizado em Células de Produção – CP (células de manufatura,
production shops ou production centers) auto-suficientes e especialmente projetadas,
dedicadas a produção de produtos intermediários definidos hierarquicamente,
multifuncionais e integradas, com movimentação de material e uso do espaço
otimizados, com áreas de estocagem e equipamentos de transporte dedicados a
famílias de produtos, onde somente produtos intermediários completos são
movimentados.
Os estaleiros que adotam Tecnologia de Grupo em um ambiente de engenharia
de produção menos sofisticado agrupam componentes com nível de agregação mais
baixo, como em painéis planos, spools, acessórios. Os estaleiros mais avançados
exploram a padronização de blocos, grandes blocos e módulos de grande porte de
máquinas e instalações.
Em estaleiros de grande volume de produção, as Células de Produção podem
ser de grande porte, para famílias de produtos com alto grau de agregação, e incluir
linhas de montagem para todos os componentes de nível mais baixo, gerando
inclusive, duplicação de recursos. Em estaleiros de pequeno volume de produção as
Células de Produção tendem a ser menores e focar na montagem de produtos
intermediários com nível mais baixo de agregação, e o layout do estaleiro tende a
permitir áreas de estocagem intermediárias maiores.
Num sistema que adota Tecnologia de Grupo ou Células de Produção – CP, o
trabalho é necessariamente multifuncional. O perfil do trabalhador num estaleiro
próximo do estado da arte na organização da produção é significativamente diferente
dos estágios anteriores.
Os estaleiros que se aproximam do estado da arte na forma como organizam os
seus processos de produção, como são os japoneses mais modernos e os principais
coreanos adotam modelos avançados de Tecnologia de Grupo, sendo, portanto
bastante flexíveis com relação aos tipos de navios e à seriação.
Esses modelos de produção permitem que se realizem os benefícios da
produção em massa mesmo com séries pequenas de navios ou projetos únicos. A
curva de aprendizagem é significativamente mais rápida do que a dos estaleiros com
organização orientada ao processo.
15
Em qualquer caso, a produtividade tende a aumentar, progressivamente, ao
longo de uma série de navios. Entretanto, os estaleiros que adotam Tecnologia de
Grupo tendem a apresentar curvas de aprendizagem mais rápidas, ou seja, o benefício
da produção em série é alcançado mais rapidamente, com séries menores. Na verdade,
tem sido afirmado que os estaleiros japoneses mais eficientes tendem a alcançar o
nível máximo de produtividade já no primeiro navio de uma série.
Outro fator que tem mais recentemente se destacado dentro do contexto da
organização da produção na indústria de construção naval é a existência de uma
significativa tendência de subcontratação de muitas atividades que eram
tradicionalmente executadas pelos próprios estaleiros. Isso torna a análise das
estruturas de insumos e dos perfis das indústrias fornecedoras mais complexa. Ao
mesmo tempo, as relações entre os estaleiros e seus fornecedores vão demandar
processos de planejamento e gestão mais sofisticados.
O fluxo de materiais em uma atividade industrial também é um elemento a ser
analisado na definição do modelo de organização da produção mais adequado. Em um
fluxo de materiais típico da construção naval os materiais comprados e os
componentes fabricados são instalados durante o processo de produção. Outra
característica marcante é que tudo, desde matérias-primas, como tintas, chapas e
perfis de aço e tubulações, até blocos montados e unidades de outfitting, e mesmo
superestruturas totalmente equipadas, podem ser adquiridos de fornecedores externos
ao estaleiro.
A maioria das peças e componentes é utilizada para submontagens estruturais,
no entanto, alguns seguem direto para a instalação durante a montagem de blocos e de
grandes blocos, edificação ou mesmo para outfitting a bordo da embarcação.
Com relação ao fluxo das partes e componentes de outfitting, a maioria é
instalada em montagens ou unidades de outfitting. Algumas partes são instaladas
durante o outfitting a bordo da embarcação, incluindo peças destinadas a sistemas de
distribuição de redes e eletricidade, normalmente localizados em regiões cortadas por
uma união de blocos ou grandes blocos.
Com relação a tipos de layout, de equipamentos e de mão-de-obra encontrados
em um estaleiro, é importante destacar que na medida em que o perfil produtivo dos
estaleiros e a organização dos processos de produção se modificaram, também houve
mudanças relativas ao layout e às práticas de construção naval.
No começo da década de 70 alguns construtores de navios se convenceram da
necessidade de construir novos estaleiros e de remodelar as plantas existentes. No
caso da opção pela construção de novos estaleiros, houve uma tendência de selecionar
locais sem restrições, para que o melhor layout possível pudesse ser desenvolvido. O
desenvolvimento desses novos estaleiros baseou-se em modelos de fluxo contínuo de
materiais e na edificação em diques secos com comprimentos maiores que o
necessário para a edificação de um navio, permitindo a edificação simultânea de mais
de um navio dentro de um mesmo dique.
Os benefícios do modelo de organização de processos de produção voltados
para a Tecnologia de Grupo, células de manufatura, famílias de peças similares, linhas
de processamento e estações de trabalho especializadas, outfitting avançado, etc,
normalmente são evidenciados em layouts que se aproximam do formato de um
quadrado com a edificação dos cascos em diques secos, como observado em vários
estaleiros japoneses.
16
De forma geral, os estaleiros novos ou remodelados, cujos investimentos têm
sido realizados a partir da década de 70, têm se concentrado na instalação de novos
equipamentos desenvolvidos para aprimorar os processos de construção em
basicamente quatro áreas: (1) fabricação e montagem estrutural, (2) fabricação de
tubulações, (3) outfitting avaçado, e (4) berços de construção.
Os investimentos em fabricação e montagem estrutural estão relacionados com
a tendência geral de minimização do tempo de edificação no dique/carreira. Isso
significa que grandes áreas cobertas são necessárias para as atividades de montagem
estrutural e outfitting avançado.
Estaleiros que possuem áreas muito grandes tendem a ter custos com
movimentação de cargas maiores, já que as distâncias percorridas – entre as oficinas
de fabricação e de montagem estrutural, as cabines de pintura e o berço de construção
– por componentes através de transportadores são maiores.
Em estaleiros japoneses se observam investimentos na automatização de
processos, como a fabricação de peças, de painéis planos e curvos e de montagem de
blocos mais simples. A automatização de processos mais básicos permite que sejam
montadas linhas de processamento (process lanes) dedicadas, como por exemplo, de
montagem de blocos de fundo e de costados duplos. Processos automatizados são
encontrados com mais freqüência em estaleiros japoneses, devido à viabilização de
investimentos em equipamentos proporcionada pelo alto custo da mão-de-obra local.
Embora existam oficinas de tubulações totalmente automatizadas em alguns
estaleiros, a maioria dos estaleiros ainda emprega mão-de-obra para atividades
manuais nesse tipo de oficina, mesmo que seja somente dedicada à fabricação de
peças grandes, especiais e difíceis. Se um estaleiro pretende ter uma boa capacidade
de fabricação de tubulações e com produtividade competitiva, deve lançar mão de
equipamentos automáticos para corte, flangeamento, soldagem e dobramento de
tubulações.
2.4. Evolução Tecnológica
A evolução da indústria de construção naval é marcada pela evolução
tecnológica dos navios e dos processos de construção, embora, é claro, o
desenvolvimento das tecnologias de produto e de processo sejam intrinsecamente
interdependentes. Em linhas gerais, o desenvolvimento dos processos de construção
naval depende da evolução das técnicas de fabricação propriamente ditas (tecnologia
hard) e das técnicas de planejamento, organização e controle dos processos (soft). As
duas componentes são igualmente decisivas na formação de um estaleiro competitivo.
A evolução dos estaleiros, em termos da infra-estrutura, processos de trabalho,
e, conseqüentemente, de desempenho, é determinada pela evolução da tecnologia, em
ambas as áreas.
A evolução da construção naval, desde a introdução da solda, pode ser
caracterizada, em grandes linhas, por cinco estágios de desenvolvimento, que
caracterizam cinco gerações de estaleiros, de acordo com NSRP (2001-b):
Nível 1 – Reflete a prática dos estaleiros até o começo da década de 1960. O estaleiro
utilizava várias carreiras simultaneamente, guindastes de baixa capacidade e
nível baixo de mecanização. O acabamento (outfitting) era realizado
praticamente todo a bordo, após o lançamento. Os sistemas operacionais
17
eram simples e implementados manualmente. Em resumo, o estaleiro é
caracterizado pelos mais básicos equipamentos, sistemas e técnicas. Os
métodos e processos são, hoje, totalmente obsoletos.
Nível 2 – É a tecnologia empregada nos estaleiros construídos ou modernizados no
final da década de 60 e início de 70. São caracterizados por um menor
número de carreiras, em alguns casos um dique de construção, guindastes
maiores, e um nível mais elevado de mecanização. Sistemas óticos
substituíram as salas de risco. Computadores eram empregados em algumas
rotinas operacionais e nas atividades de projeto, porém em aplicações
totalmente isoladas. Introdução da construção em blocos, com oficinas de
pré-montagem afastadas das carreiras, maiores espaços para armazenagem
de componentes e galpões com equipamentos mais avançados de fabricação
e movimentação. O acabamento era realizado praticamente todo a bordo,
após o lançamento. Os métodos e processos são muito inferiores ao padrão
atual da indústria mundial.
Nível 3 – Corresponde à melhor prática de construção naval do final da década de
1970. É representado pelos novos estaleiros, recém-construídos ou
completamente remodelados, norte-americanos, europeus, coreanos e
japoneses. Tipicamente possuem um único dique, ou área de edificação,
com guindastes de alta capacidade, alto grau de mecanização na produção
da estrutura, e uso extensivo de computadores em todas as áreas, embora
ainda com sistemas não integrados. Esses novos estaleiros têm organização
orientada ao processo. O lay-out é planejado para facilitar o fluxo direto e
contínuo de material. São instalados, em geral, em grandes áreas, sem
restrições físicas para o lay-out. Embora alguns desses estaleiros ainda
empreguem carreiras, o padrão é a construção em dique. Esses estaleiros
introduziram tecnologia avançada no processamento do aço e fabricação da
estrutura, e nos sistemas de transporte e movimentação interna de carga.
Passavam a adotar estações de trabalho fixas e claramente definidas. O
fluxo de pré-montagem e montagem de blocos e módulos toma um aspecto
de processo de linha de montagem. É introduzido o acabamento avançado,
porém sem integração de projeto, planejamento da construção, controle de
materiais e controle do processo. A mão-de-obra ainda é tipicamente
unifuncional.
Nível 4 – Refere-se a estaleiros que continuaram a avançar tecnologicamente durante
a década de 80. Geralmente um único dique, com boa proteção ambiental,
ciclos curtos de produção, alta produtividade, extensiva prática de
acabamento avançado e alto grau de integração estrutura-acabamento.
Sistemas operacionais e CAD/CAM plenamente desenvolvidos. Esses
estaleiros adotam o modelo de organização voltada para o produto. Os
conceitos da Tecnologia de Grupo (Group Technology ou Family
Technology) são introduzidos na construção naval. Embora nesse período
tenha prosseguido o avanço nas técnicas de fabricação e processamento, o
progresso mais notável ocorre na engenharia de produção. O principal
objetivo é sincronizar a produção de modo a minimizar a armazenagem e o
transporte interno. Os tamanhos de blocos são otimizados para manter o
equilíbrio no fluxo de trabalho, baseado no acabamento por zona. Para os
18
estaleiros com diques integrados aos galpões de montagem, a tendência é de
construção de blocos de até 250 t (embora com exceções importantes). Para
aqueles com diques afastados das oficinas, a tendência é de construção de
grandes blocos, de 700 t a 1000 t, quando se usam guindastes, e até 3.000 t,
com sistemas de deslocamento horizontal e elevadores. O caráter
multifuncional do trabalho na construção naval, imposto pelo novo modelo
de produção, ao lado do alto nível de automação, exige novos padrões de
formação e treinamento dos trabalhadores. Este nível representa o padrão
atual da maioria dos estaleiros de classe mundial.
Nível 5 – Representa o estado da arte da tecnologia de construção naval a partir do
final da década de 90. É alcançado a partir do nível 4, pelo desenvolvimento
da automação e robótica em todas as áreas onde podem ser efetivamente
empregadas, e pela integração dos sistemas operacionais, por exemplo, com
o uso efetivo de CAD/CAM/CIM. Caracteriza-se pela filosofia de produção
modular no projeto e na produção, atingindo-se alto nível de padronização
de componentes intermediários, mesmo para navios diferentes. O estaleiro
desta geração dispõe de estações de trabalho e linhas de processamento
especializadas em tipos específicos de blocos ou módulos, com alto grau de
automatização e robotização. Este estágio é também caracterizado pela alta
eficiência em controle de material computadorizado e pela garantia de
qualidade plenamente efetiva. Têm sido introduzidos novos métodos de
corte, solda, conformação e pintura, e fortemente desenvolvidos os padrões
de precisão e controle dimensional. Poucos estaleiros podem ser
caracterizados como de nível 5. Porém, embora não represente um padrão já
atingido pelos estaleiros competitivos modernos, caracteriza o estado da
arte, e as tendências, em tecnologia de processos industriais, instalações,
sistemas, gerência e recursos humanos.
O processo de produção nos estaleiros que se aproximam da quinta geração é
baseado na padronização extensiva de componentes. É claro que esse modelo coloca
níveis mais exigentes de requisitos para a engenharia e para a qualificação dos
recursos humanos.
As atividades de projeto enfatizam fortemente o projeto para produção e a
padronização de componentes intermediários desde os estágios iniciais. O projeto, o
planejamento da construção, e a engenharia da construção são integrados. Os sistemas
operacionais e os sistemas de informação integram plenamente as atividades de
projeto, produção, administração e comercial.
Num sistema que adota Tecnologia de Grupo ou células de manufatura, o
trabalho é necessariamente multifuncional. O perfil do trabalhador num estaleiro de
quarta ou quinta geração é significativamente diferente dos estágios anteriores. Por
exemplo, os principais estaleiros japoneses não colocam um trabalhador em atividade,
com responsabilidade na produção, com menos de três anos de treinamento na
empresa, após os 12 anos de formação escolar.
Os estaleiros de quarta ou quinta geração, como são os japoneses mais
modernos e os principais coreanos adotam modelos avançados de Tecnologia de
Grupo, sendo portanto bastante flexíveis com relação aos tipos de navios e à seriação.
Esses modelos de produção permitem que se realizem os benefícios da produção em
massa mesmo com séries pequenas de navios ou projetos únicos. A curva de
19
aprendizagem é significativamente mais rápida do que a dos estaleiros com
organização orientada ao processo.
2.5. Escala de Produção
Outro elemento importante para a caracterização da organização da produção
na construção naval são as escalas de produção dos principais competidores.
Atualmente, entre os estaleiros de classe mundial, existem alguns altamente
especializados em determinado tipo de navio, enquanto outros produzem vários tipos
diferentes. É comum observar-se, em alguns dos mais competitivos estaleiros do
mundo, sendo construídos em paralelo petroleiros, produtos, graneleiros, porta-
contêineres, LPG, LNG, etc.
É verdade que, no caso dos maiores estaleiros coreanos, o porte da planta, o
lay-out e as facilidades fazem com que tudo se passe como se houvesse vários
estaleiros compartilhando a mesma área.
Tem sido afirmado, inclusive no Brasil, que a eficiência dos estaleiros mais
competitivos se deve à produção em série. Essa idéia está associada à de que o
mercado da construção naval consiste predominantemente de grandes séries de navios
iguais.
É muito importante observar também que, muitas vezes, séries de navios de
mesmo tipo e capacidade, produzidos no mesmo estaleiro, não são séries de produtos
rigorosamente iguais. Pode haver muitas diferenças de equipamentos, arranjo, e
mesmo de forma do casco, requeridas pelos armadores. Isso ocorre até mesmo com
séries de navios para um mesmo armador. Mesmo nos estaleiros mais competitivos e
de maior escala de produção, é comum o armador apresentar projetos próprios,
elaborados para requisitos individuais e específicos.
Como já fora mencionado acima, em qualquer caso a produtividade tende a
aumentar, progressivamente, ao longo de uma série de navios. Entretanto, os
estaleiros que adotam Tecnologia de Grupo tendem a apresentar curvas de
aprendizagem mais rápidas, ou seja, o benefício da produção em série é alcançado
mais rapidamente, com séries menores.
Maior escala de produção representa vantagem competitiva, na medida em que
reduz o custo de produção ao viabilizar o emprego de facilidades de grande
capacidade, reduz os custos indiretos, de engenharia e de P&D. Além disso, as
vantagens comerciais - negociais e logísticas, vão impactar os custos finais dos
insumos e favorecer as condições de contratação com os clientes. Por exemplo, o
Estaleiro Hyundai tem, dentro de suas instalações, a maior fábrica de motores
marítimos do mundo. Entretanto, economias de escala ocorrerão até um volume
limitado de produção. A partir de certo ponto, a depender do perfil do estaleiro e da
produção, deseconomias de escala serão observadas em conseqüência do aumento da
complexidade de gestão da produção.
2.6. Pesquisa e Desenvolvimento (P&D)
O investimento em pesquisa e desenvolvimento é fundamental para o
desenvolvimento econômico e melhoria da competitividade internacional dos países.
Países como Estados Unidos e Japão têm firme determinação em reforçar a base
científica e tecnológica das indústrias e de incentivá-las a se tornarem mais eficientes
e competitivas internacionalmente. Essas economias estão entre as que apresentam os
20
maiores investimentos em Pesquisa e Desenvolvimento (P&D), conforme pode ser
observado na Tabela 1.
Além dos Estados Unidos e Japão, também é importante destacar os
investimentos de alguns países da Europa Ocidental, sobretudo Alemanha, e da
Coréia do Sul, país de industrialização recente, que apresenta taxas que vêm se
aproximando do padrão japonês. Nessa comparação, o Brasil apresenta um padrão de
investimento inferior à média da Europa, e da própria China, que vem aumentando
seus investimentos em P&D.
3
Tabela 1 – Participação do Investimento em P&D em Relação ao PIB
País 2003 2004 2005
Alemanha 2,52 2,5 2,51
Brasil 1,19 1,17 1,12
China 1,31 1,23 1,34
Coréia do Sul 2,6 2,84 2,99
Croácia 1,14 1,22 nd
Dinamarca 2,59 2,48 2,44
Espanha 1,05 1,06 1,12
Estados Unidos 2,59 2,68 nd
França 2,18 2,14 2,13
Holanda 1,76 1,78 nd
Itália 1,14 1,1 nd
Japão 3,15 3,18 nd
Noruega 1,75 1,62 1,51
Polônia 0,56 0,56 0,57
Reino Unido 1,88 1,73 nd
Turquia 0,66 nd nd
nd; não disponível
Fonte: OCDE
O Japão tradicionalmente se caracteriza por apresentar forte investimento em
P&D. No caso da construção naval, existem vários centros de pesquisa, públicos e
privados, além de universidades com forte atuação no setor. É notável o
desenvolvimento em P&D conduzido pelos principais grupos de construção naval do
país: Kawasaki, Mitsubishi, Mitsui e IHI Marine, por exemplo, que dispõem de
centros de pesquisa no âmbito da estrutura corporativa das empresas. As despesas dos
estaleiros japoneses com P&D são da ordem de 1% do valor das vendas. Os gastos
anuais do governo com P&D no setor são da ordem de US$ 1 bilhão.
O governo japonês apóia fortemente projetos de P&D voltados para a
construção naval. Esses projetos freqüentemente envolvem a cooperação de
instituições do governo, universidades públicas, organizações não governamentais e a
própria indústria. Os recursos do governo são alocados principalmente, através da
Japan Shipbuilding Industry Foundation (atualmente Nippon Foundation) e da
Association for Structural Improvement of The Shipbuilding Industry (ASISI), na
promoção de projetos de P&D e na oferta de subsídios para projetos de inovação
conduzidos pelos estaleiros.
3
Em 2000 os investimentos em P&D da China eram inferiores a 1% do PIB.
21
Segundo o governo japonês, a atual orientação é de priorizar investimento em
desenvolvimento tecnológico no âmbito dos clusters marítimos envolvendo estaleiros,
universidades, institutos de pesquisa, sociedades classificadoras, empresas de
navegação e fabricantes de equipamentos.
4
A Coréia do Sul apresentou um rápido crescimento dos investimentos em
pesquisa e desenvolvimento, que são desenvolvidas em institutos públicos,
universidades e empresas. Atualmente, cerca de 75% dos recursos de P&D da Coréia
provêm das empresas locais. No caso da construção naval, cerca de 1% do montante
das vendas são investidos em P&D. O governo coreano ao longo das décadas de 1980
e 1990 estimulou a formação de clusters em P&D, além de estimular a interação das
empresas com centros de pesquisa para desenvolvimento de projetos de inovação
tecnológica. A indústria de construção naval do país caracteriza-se pela forte
concentração na área de Busan-Jinhae, que dispõe de centros de pesquisa na área de
construção naval.
Os países da Europa Ocidental sempre apresentaram uma destacada atuação no
desenvolvimento de projetos de navios, bem como de equipamentos e máquinas
navais. Além disso, os estaleiros da Europa têm se ocupado com o nicho de navios
mais sofisticados, como navios de cruzeiro e ferries, por exemplo. Assim, tem sido
uma constante preocupação da União Européia o estímulo ao desenvolvimento
tecnológico para dar suporte à indústria de construção naval no continente. Apesar das
ações no sentido de eliminação dos subsídios para a construção naval, a EU prevê
algumas exceções, como é o caso de investimentos em pesquisa e desenvolvimento,
bem como em projetos de inovação tecnológica.
O programa Leadership 2015, promovido pela União Européia para identificar
linhas de ação visando à melhoria da competitividade dos estaleiros europeus, coloca
como prioridade o desenvolvimento tecnológico e a necessidade de aumentar o
investimento em P&D.
A China apresenta um padrão de desenvolvimento tecnológico e gerencial
abaixo dos principais centros de construção naval mundiais. Todavia, esse panorama
vem mudando rapidamente. Os investimentos em P&D da China vêm crescendo de
uma maneira geral, assim como aqueles referentes à construção naval. Um exemplo
disso é o novo centro de pesquisa da China Shipbuilding Industry Corporate (CSIC),
uma das duas principais empresas de construção naval estatais do país, que inaugurou
o seu centro de pesquisa em fins de 2004.
Os Estados Unidos apresentam um elevado padrão tecnológico na indústria
naval, associada à construção militar. Todavia sofre com a falta de competitividade
com os principais centros produtores de navios mercantes.
O governo norte-americano tem buscado melhorar a competitividade da
construção naval do país utilizando uma série de medidas de apoio e incentivo à
indústria doméstica, apoiada em grandes investimentos em P&D. Em 1994, foi
estabelecido o MARITECH, um programa de desenvolvimento e capacitação
tecnológica com o objetivo de melhorar o projeto e os processos de construção de
navios em estaleiros norte-americanos. Até o momento já foram investidos US$ 349
milhões nesse programa.
4
Ministry of Land, Infrastructure and Transport of Japan – Japanese Shipbuilding Policy Since 2001 –
Dec/2006.
22
2.7. Produtividade
A comparação de indicadores de desempenho, como a produtividade da mão-
de-obra, precisa levar em conta o perfil da produção, isto é, os tipos de navios
produzidos e o grau de seriação e padronização. Com o objetivo de permitir
comparações para navios de tipos e portes diferentes, os indicadores de produtividade
mais empregados são baseados na unidade chamada compensated gross tonnage
5
-
cgt.
O conceito de cgt foi proposto originalmente por associações de construtores e
adotado pela OCDE (Council Working Party on Shipbuilding - WP6), na década de
1970. O objetivo foi prover uma medida mais acurada da atividade do estaleiro do que
tpb
6
ou gt
7
. Basicamente, o cgt procura medir a diferença de conteúdo de trabalho, ou
de dificuldade, na construção de navios de tipos e portes diferentes. Embora o sistema
apresente severas limitações, é, até agora, reconhecido universalmente como a melhor
medida do output da indústria naval. Vários estudos têm sido publicados com
sugestões no sentido de aprimorar o sistema ou ampliar sua aplicabilidade (BRUCE,
2006; LAMB, 1999; PIRES JR et al., 2007), porém não são conhecidas propostas de
alteração do núcleo do sistema.
Desde sua introdução, o conceito passou por uma série de revisões. O sistema
vigente até 2006 foi introduzido em 1984, e, mais recentemente, atualizado em 1994.
Em janeiro de 2007, foi introduzido um novo sistema (OECD, 2007), desenvolvido,
em conjunto, por associações de construtores europeus, japoneses e coreanos
8
.
Quando se considera o cgt como unidade de produção, diferenças entre os
navios construídos já são captadas no indicador de produtividade. Portanto, adotando-
se hh/cgt
9
, em lugar de hh/navio, hh/tpb, hh/gt, hh/tonelada de aço, etc, não há mais
necessidade de se considerar o tipo de navio como parâmetro do modelo.
Porém, existe outro elemento do perfil da produção que modifica fortemente
os indicadores de desempenho, que é o grau de seriação. O efeito de série na demanda
de homens-hora em construção naval tem sido objeto de vários trabalhos, tanto
analisando os mecanismos de redução da carga de trabalho (SPICKNALL, 1995;
ERICHSEN, 1994; CRAGGS, 2004), quanto apresentando estimadores para a curva
de aprendizagem na construção naval (STUMP, 2002).
No sistema OCDE, os coeficientes para cálculo de cgt da fórmula refletem o
conteúdo de trabalho para produzir o primeiro navio de uma série. O conteúdo de
trabalho para os navios subseqüentes vai decrescer de acordo com a função chamada
de curva de aprendizagem. A Figura 5 mostra a curva de aprendizagem estimada pela
OCDE com dados fornecidos por estaleiros membros das associações mencionadas
anteriormente.
5
Ver nota 1 na página 7
6
Tonelagem de Porte Bruto, tpb, é uma medida da capacidade de carga de uma embarcação. Faz
referência à quantidade de carga que uma embarcação é capaz de transportar.
7
Gross Tonnage, ou tonelagem de arqueação bruta.
8
Community of European Shipyards Associations – CESA, Shipbuilders’ Association of Japan – SAJ,
and Korean Shipbuilding Association – KSA.
9
HH = Horas-homem
23
Fonte: OCDE (2007)
Figura 5 - Curva de Aprendizagem – OCDE – 2007
A produtividade é função do nível de tecnologia empregada, tanto de
fabricação (hard) quanto de engenharia e gerenciamento (soft), mas é também função
de outros aspectos como instalações e equipamentos, lay-out do estaleiro, perfil da
produção (seriação e adequação dos produtos a plantas e processos), treinamento e
motivação da mão-de-obra.
É oportuno ressaltar que o emprego da tecnologia mais avançada em qualquer
processo não significa necessariamente aumento da produtividade global do estaleiro.
O efeito na produtividade global da substituição de tecnologia em um processo
específico depende do modelo global da produção. Por outro lado, o resultado
econômico líquido da substituição de tecnologia visando ao aumento da produtividade
vai depender do custo relativo dos fatores de produção.
Um conjunto de estudos realizados a partir do início da década de 90 (KPMG,
1992; NSRP, 2000; NSRP, 2001-a; NSRP, 2001-b) levantou e analisou as práticas de
estaleiros japoneses, coreanos, europeus e norte-americanos, nas várias atividades da
construção naval, tanto de tecnologia hard quanto soft. Para cada atividade foi
atribuído uma pontuação, em uma escala que vai de 1 a 5. O nível 1 corresponde ao
estado da prática no início dos anos 60 (típico do estaleiro de 1
a
geração), e o nível 5
corresponde ao estado da arte, ou seja, à tecnologia mais avançada disponível.
Os resultados das análises foram sintetizados em um índice que foi chamado
de IBP (best practice), e que representa, para um estaleiro, a média dos índices de
cada atividade. Índice próximo de 5 indica que o estaleiro emprega recursos
tecnológicos próximos do estado da arte.
Além disso, aqueles estudos relacionaram o nível tecnológico empregado com
a produtividade dos estaleiros.
A Figura 6 apresenta uma síntese dos resultados dos estudos.
Não foi feito um mapeamento como esse dos processos adotados pela indústria
naval brasileira. Porém, para o conjunto dos grandes estaleiros, considerando-se o
padrão das instalações, equipamentos e operações nos anos 80 e 90, antes da crise,
24
pode-se estimar que um índice como o IBP, na média do setor, estaria na larga faixa
entre 1,8 e 2,5. Para o Ishibrás, no mesmo período, pode-se estimar a faixa de 2,5 a
2,8.
A produtividade dos estaleiros brasileiros no período anterior à crise foi
analisada em outros estudos. De acordo com PIRES JR. (1999), o índice médio de
produtividade hh/cgt, para o estaleiro que alcançou melhor desempenho, foi de 65
hh/cgt. Para a média dos estaleiros nacionais, considerando-se os períodos de
operação contínua, situou-se na faixa de 85 hh/cgt.
Como se observa na figura, a produtividade média dos estaleiros coreanos em
1992 era de 45 cgt/hh, com IBP menor do que 3, enquanto a estimada para o melhor
estaleiro nacional foi de 65 hh/cgt, com IBP um pouco menor. Ou seja, a média
coreana era cerca de 44% superior ao melhor padrão brasileiro.
Fonte: NSRP (2001-a), PIRES JR. (1999), estimativa dos autores.
Figura 6 – Tecnologia e produtividade
Entre 1992 e 1999, a produtividade média da indústria naval coreana
aumentou cerca de 90%, devido, principalmente à evolução do padrão tecnológico,
como se reflete no IBP agora perto de 4. Portanto, se os estaleiros nacionais voltassem
a produzir recuperando o melhor padrão do período passado, estaria enfrentando
competidores com padrão de produtividade 2,7 vezes maior, e um enorme déficit
tecnológico acumulado.
Observa-se significativa evolução da produtividade em todos os países
analisados.
Os estaleiros norte-americanos, embora tenham apresentado aumento de
produtividade, não estão conseguindo superar o abismo que os separa dos líderes
mundiais.
Os estaleiros europeus mais competitivos, em particular na Dinamarca e
Alemanha, apresentam um padrão tecnológico bastante elevado, e níveis de
produtividade relativamente próximos do padrão japonês.
25
Como já observado, os estaleiros europeus não apresentam um padrão
homogêneo. Há estaleiros com produtividade baixa, em países de custo de mão-obra
elevado, portanto sem perspectivas de permanecerem no mercado. Por outro lado, há
um conjunto de estaleiros no leste europeu que, embora com níveis de produtividade
muito abaixo dos líderes, apresentam custo baixo de mão-de-obra. Esse grupo,
particularmente na Polônia e Croácia, tende a consolidar sua posição no mercado.
O Japão vem sustentando taxas elevadas de crescimento de produtividade por
mais de 30 anos. O surgimento da Coréia, com instalações modernas, no estado da
arte, de alta capacidade, grande economia de escala, e custo de mão-de-obra mais
baixo, pressionou fortemente a indústria naval japonesa. Num setor em que o processo
de inovação na tecnologia do produto é lento, a sustentação da competitividade exigiu
contínuo aumento de produtividade e redução de custos. A taxa de crescimento média
anual dos índices de produtividade da construção naval japonesa foi de cerca de 9%,
na década de 1990.
A Coréia, por sua vez, também sustentou, ao longo das décadas de 80 e 90,
taxas elevadas de aumento de produtividade, próximas das japonesas. A taxa média
anual, na década de 90, foi de cerca de 8% (NAGATSUKA, 2000).
A Figura 7 mostra a evolução dos índices médios de produtividade.
0
20
40
60
80
100
120
1990 1992 1994 1996 1998
cgt/pessoa
Japão
Coréia
Fonte – Nagatsuka (2000)
Figura 7 – Evolução da produtividade – Japão e Coréia
O ritmo de crescimento de produtividade da indústria japonesa deve-se,
reconhecidamente, ao comprometimento com a evolução permanente, com metas
progressivas de qualidade e produtividade, em todos os grupos de trabalhadores,
níveis e atividades. Esse comprometimento se reflete em investimento elevado em
pesquisa e desenvolvimento e formação de recursos humanos.
O processo de evolução tecnológica enfatizou a padronização de sub-produtos
e a unitização; controle dimensional; automação e robotização de solda, pintura e
conformação; emprego de sistemas laser para processamento de aço; desenvolvimento
(pelos estaleiros individualmente ou em cooperação) de sistemas computacionais
integrando atividades de vendas, projeto, planejamento da produção, engenharia de
26
processos e suprimento. Mecanismo importante a mencionar é a crescente formação
de alianças entre companhias, compartilhando projetos, realizando compras conjuntas
visando a ampliar os ganhos de escala, e a sub-contratação, visando à otimização do
uso de instalações e à exploração de eventuais vantagens comparativas.
Os estaleiros brasileiros nunca competiram diretamente no mercado
internacional. A produção foi basicamente voltada para o mercado doméstico, que era
protegido e incentivado. O modelo brasileiro em nenhum aspecto estimulava a busca
da inserção internacional. Entretanto, uma parcela significativa da produção foi
exportada. Foram contratados, entre 1980 e 1996, 1.602 navios, correspondendo a um
total de 16.773.980 tpb. Desse total, foram exportados 32 navios, com 3.555.820 tpb,
correspondendo a 2% do número de navios, mas a 21% da tonelagem produzida.
Embora nunca tenha sido efetivamente um competidor no mercado
internacional, o Brasil apresenta condições favoráveis para atingir um patamar
competitivo que permita a efetiva inserção no mercado.
O principal indicador do potencial competitivo na indústria naval é o custo de
mão-de-obra por unidade de produção. Esse custo unitário resulta da combinação da
produtividade física (por exemplo, cgt/hh) e do custo unitário do trabalho (US$/hh).
O baixo custo da mão-de-obra brasileira, quando comparado com os principais
competidores, garante uma margem para a retomada do processo de desenvolvimento.
O país possui, como ponto de partida, razoável infra-estrutura industrial, tradição no
setor, mão-de-obra com nível básico de treinamento e uma base tecnológica
significativa.
Porém é necessário observar que um novo ciclo de desenvolvimento da
indústria nacional somente será sustentável se o desenvolvimento ocorrer na direção
da genuína competitividade internacional. A viabilidade e efetividade de mecanismos
governamentais de intervenção deverão no futuro tornar-se cada vez menos
relevantes. A produção baseada em baixos salários não é sustentável, como se observa
analisando os casos de Japão e Coréia, e, certamente também da China.
A posição do Brasil confirma a possibilidade de desenvolvimento do setor,
desde com base no necessário investimento em infra-estrutura e capacitação
tecnológica (PIRES JR et al., 2007; COPPE, 2007).
Esta tese tem como um dos principais objetivos a identificação de técnicas,
ferramentas e metodologias empregadas por estaleiros líderes para melhorar
continuamente seus índices de produtividade. O Capítulo 3 é dedicado à tarefa de
levantar e apresentar as principais tecnologias de gestão da produção voltadas para
tornar os processos de construção naval mais eficientes.
27
2.8. Panorama Tecnológico do Setor no Brasil
Os níveis de desenvolvimento tecnológico encontrados na indústria de
construção naval são definidos em função de fatores como tipo e porte das
embarcações da linha de produtos, perfil da produção, ambiente industrial e custo da
mão-de-obra.
Decisões para definir o nível tecnológico mais adequado são tomadas em
função do conjunto de fatores que afeta cada organização.
Com o objetivo de facilitar o entendimento das diferenças tecnológicas
encontradas entre diferentes estaleiros, três segmentos da construção naval serão
identificados. A dinâmica tecnológica em cada segmento segue uma lógica própria,
influenciando a forma como a produção é organizada, as tecnologias de produto e de
processos adotadas e o perfil requerido da força de trabalho.
A indústria de construção naval brasileira passa, atualmente, por um processo
que redefinirá os níveis de produção e de tecnologia praticados. O processo de
retomada da construção naval no Brasil que se encontra em curso, alterará a estrutura
atual do setor na medida em que exigirá padrões mais elevados de competitividade. É
difícil prever qual será o ponto de equilíbrio desse processo, mas é possível avaliar
quais são as condições de contorno e qual é o ponto de partida para os estaleiros
brasileiros. Esse é o principal objetivo desta seção.
A indústria brasileira de construção naval pode ser classificada em três
segmentos (COPPE, 2005a):
- estaleiros de construção de navios oceânicos acima de 10.000 tpb, e unidades
offshore de grande porte;
- estaleiros de construção de embarcações de médio porte, como supply
vessels, pesqueiros, barcaças oceânicas, ferries;
- estaleiros de construção de pequenas embarcações fluviais.
Embora, naturalmente, as fronteiras não sejam rígidas, essa classificação será
útil na sistematização da descrição e, principalmente, da análise do setor.
Além dos três grupos de estaleiros citados acima, há uma enorme quantidade
de pequenas instalações, às margens, principalmente, dos rios brasileiros.
Os estaleiros do primeiro grupo passam por um processo de retomada que se
apresenta com boas perspectivas. Após a profunda crise que culminou com a
interrupção das atividades em alguns casos, a licitação para a construção de navios
para a Transpetro coloca o setor novamente em evidência. Há contratos assinados
para a construção de 23 navios da primeira fase e a segunda fase do programa prevê
um número ainda maior de embarcações contratadas.
A demanda colocada pelo programa da Transpetro viabilizou a construção de
um novo estaleiro e a modernização de plantas antigas e deterioradas. As perspectivas
de assinatura de outros contratos com armadores da cabotagem e para países da
América Latina indicam que esses estaleiros ainda terão fôlego adicional para buscar
níveis de competitividade que permitam o acesso ao mercado internacional.
Os estaleiros do segundo grupo ainda podem contar com a demanda derivada
dos Programas de Renovação de Frota de Apoio Offshore, que deve se manter durante
28
mais alguns anos. Há também demanda identificada para a construção de
embarcações pesqueiras e de embarcações especializadas que, embora não seja uma
demanda firme, deve ser considerada como uma alternativa para a manutenção dos
níveis de produção após o desaquecimento do mercado de embarcações offshore.
O mercado internacional para o tipo de embarcação construída pelos estaleiros
do segundo grupo é muito competitivo e globalizado. O acesso ao mercado
internacional, facilitado pelo contato com armadores estrangeiros que encomendam
atualmente embarcações para operar no Brasil, só será estabelecido se níveis elevados
de competitividade forem alcançados.
Os estaleiros que se encontram no terceiro grupo têm mantido suas atividades
devido a demandas por balsas petroleiras, para atender a regulamentação que obriga a
substituição de balsas de casco singelo por balsas de casco duplo, e por balsas
graneleiras para atender as necessidades de escoamento de soja da região Centro-
Oeste. Com o desaquecimento da demanda por esse tipo de embarcação os estaleiros
deverão diminuir seus níveis de produção.
Os estaleiros brasileiros não possuem, atualmente, linhas de produtos bem
definidas, dificultando a classificação mais detalhada com foco no produto. A
consolidação do processo de retomada de níveis adequados de produção, atualmente
em curso, permitirá que os estaleiros possam se posicionar com relação às demandas
identificadas e definir linhas de produtos com mais foco e clareza.
Os principais estaleiros do Grupo 1 possuem linhas de produtos mais
heterogêneas, construindo ao mesmo tempo navios oceânicos de grande porte e
embarcações de apoio offshore ou plataformas oceânicas. Já os estaleiros do Grupo 2
e 3 possuem linhas de produtos mais bem definidas. Embarcações de apoio offshore e
portuário são as mais construídas atualmente por estaleiros do Grupo 2, e balsas e
empurradores fluviais por estaleiros do Grupo 3.
2.8.1. Organização da Produção
Atualmente, o processo de produção nos estaleiros líderes é baseado na
padronização extensiva de componentes. O desenvolvimento do produto tem ênfase
no projeto para produção e na padronização de componentes intermediários desde os
estágios iniciais. O projeto, o planejamento da construção, e a engenharia da
construção são integrados. Os sistemas operacionais e os sistemas de informação
integram plenamente as atividades de projeto, produção, administração e comercial.
Esse modelo coloca níveis mais exigentes de requisitos para a engenharia e para a
qualificação dos recursos humanos.
Em resumo, a evolução da organização da produção em nível mundial foi
marcada pela busca da eficiência de projetos e processos, apoiada por conceitos de
padronização, produção em massa, pelo desenvolvimento de projetos orientados para
a produção e pelo emprego crescente de sistemas computacionais que integram as
várias funções do estaleiro.
No Brasil, o processo de desenvolvimento tecnológico do setor foi interrompido
pela grave crise dos anos 80. A seguir será realizada uma breve análise da situação
atual e das perspectivas que se apresentam com relação à organização da produção
nos estaleiros brasileiros.
29
No sentido de sistematizar a análise, considere-se a mesma classificação em três
grupos utilizada acima.
Estaleiros do Grupo 1 são estaleiros de construção de navios oceânicos acima de
10.000 tpb, e unidades offshore de grande porte; do Grupo 2 de construção de
embarcações de médio porte, como supply vessels, pesqueiros, barcaças oceânicas,
ferries; e do Grupo 3, estaleiros de construção de pequenas embarcações fluviais.
Embora alguns dos estaleiros nacionais do Grupo 1 nunca tenham se
aproximado do padrão tecnológico dos principais produtores, de modo geral, os
estaleiros do primeiro grupo, implantados na década de 60 e expandidos e
modernizados na década de 70, apresentam layout e processos construtivos mais ou
menos dentro do padrão dos estaleiros internacionais, da época.
Esse padrão geral se mantém, com exceção do estaleiro Atlântico Sul, apesar da
substituição de certos processos e da introdução, de forma localizada, não sistêmica,
de ferramentas computacionais e técnicas mais modernas. O estaleiro Atlântico Sul
apresenta layout característico dos grandes estaleiros coreanos e deve incorporar com
mais facilidade essas ferramentas e técnicas, podendo usá-las de forma integrada.
A engenharia nacional de construção naval encontra alguma defasagem nas
áreas de engenharia industrial e de processos, e no projeto para construção. As
atividades de engenharia de processos e de produção não são desenvolvidas de
maneira estruturada e não há engenheiros dedicados ao desenvolvimento de tais
atividades. Já o padrão da engenharia de projeto é bastante mais próximo do estado da
técnica internacional, embora com menor massa crítica e experiência mais limitada.
No entanto, afirma-se que na medida em que os investimentos na construção naval
aumentarem, não serão encontradas barreiras para aumentar a capacitação da
engenharia nacional voltada para essas atividades.
Os estaleiros do Grupo 1 investirão na recuperação ou ampliação da
capacidade de produção, inclusive aumentando o conteúdo de engenharia nos
processos. Em geral, esses investimentos já estão definidos e, em alguns casos, em
fase de obtenção de financiamento ou de execução. Além disso, a capacitação para
desenvolvimento de produto e de processos de forma integrada deverá ser considerada
se há intenção de disputar encomendas no mercado internacional.
A tecnologia para desenvolvimento do produto já está incorporada em
empresas de projeto que reúnem antigos funcionários dos departamentos de projeto de
estaleiros que tinham níveis consideráveis de produção nas décadas de 70 e 80. Essas
empresas foram criadas na época da crise da construção naval nos anos 90 e
continuaram incorporando novas técnicas e ferramentas na medida em que a
tecnologia de desenvolvimento do produto evoluía em nível internacional.
Durante a crise os níveis de produção caíram muito e alguns estaleiros
chegaram a interromper suas atividades. Nesse período os estaleiros adotaram
posturas flexíveis com relação a suas carteiras de encomendas, aceitando, por
exemplo, construir PSVs em carreiras para embarcações de até 100.000 tpb, e
alterando características de berços de construção para acomodar estruturas offshore.
Os estaleiros passaram a construir projetos muito customizados e de forma não
continuada, dificultando o desenvolvimento de processos que incorporassem técnicas
mais avançadas. A retomada de níveis de produção mais elevados e com alguma
continuidade permitirá que avanços significativos da engenharia de produção e de
processos sejam observados. Somente com a incorporação de avanços nessas áreas
30
como, por exemplo, a padronização e o projeto orientado para a produção, padrões de
produtividade mais próximos da prática internacional serão alcançados.
Os estaleiros do Grupo 2 se encontram em situação similar em termos de
padrão da organização da produção. Não desenvolvem projetos próprios e não têm
engenharia de processos e de produção estruturada. No entanto, as condições de
contorno desse segmento são diferentes, pois normalmente constroem projetos
consagrados que são solicitados pelos armadores. A tecnologia de produto é dominada
por algumas empresas de projeto e armadores, e é normalmente caracterizada pelo
alto grau de inovação, seja na forma do casco ou em sistemas. Dessa forma, embora
seja um mercado bastante competitivo em termos globais, muitos estaleiros constroem
os mesmos projetos, fornecidos por um número restrito de empresas. Além do projeto,
a maioria dos sistemas, máquinas e equipamentos são fornecidos por poucas empresas
com marcas consagradas.
Os estaleiros tendem, dessa forma, a se tornar estaleiros montadores e
integradores de sistemas, e o desempenho do trabalho com aço passa a ter importância
secundária. A competitividade nesse setor está mais ligada ao desenvolvimento e
coordenação de uma cadeia de fornecedores confiáveis e à produtividade e qualidade
da instalação de sistemas. Não são necessários grandes investimentos no
desenvolvimento da engenharia de processos, e em infra-estrutura e facilidades.
Os estaleiros do Grupo 3 constroem embarcações simples, como balsas
oceânicas, cujos projetos são muito simples e padronizados. Não há engenharia de
processos e de produto, os lay-outs são em geral improvisados e os processos são
elementares. Não há cenário de mudanças significativas no perfil de organização da
produção dos estaleiros do Grupo 3. Devem continuar com pouca engenharia para
produzir produtos com baixo conteúdo tecnológico.
2.8.2. Perfil da mão-de-obra
Em geral, os estaleiros brasileiros apresentam as especialidades tradicionais
para o desenvolvimento das atividades de produção. Cada especialidade pode
apresentar três níveis de qualificação. Normalmente o trabalhador começa a sua
carreira na construção naval como operário iniciante após ter passado por uma etapa
de treinamento.
Observa-se que, em geral, estaleiros brasileiros contam com pequeno número
de engenheiros em relação ao número total de funcionários. O percentual
correspondente ao número de engenheiros se encontra, em geral, abaixo de 5%. Para
uma comparação geral, estaleiros coreanos podem ter até 2.000 engenheiros, que
representam cerca de 10% do contingente total de trabalhadores. Do total de
engenheiros, parte considerável é alocada em centros de P&D pertencentes aos
estaleiros.
O perfil e a qualificação da força de trabalho na construção naval variam de
estaleiro para estaleiro, bem como de país para país. As características da mão-de-
obra dos estaleiros têm um impacto significativo na produtividade e nos tempos de
produção dos navios.
Estaleiros com baixo padrão tecnológico não necessitam de mão-de-obra com
alto nível de instrução. Ainda assim é necessária uma qualificação mínima para os
operários. Por outro lado, as práticas mais avançadas adotadas pelos estaleiros classe
31
mundial, no que concerne à tecnologia de construção e planejamento da produção,
necessitam de mão-de-obra mais qualificada, com melhor nível de instrução.
Estaleiros com baixo padrão tecnológico, como os do Grupo 3, não necessitam
de mão-de-obra com alto nível de instrução. Ainda assim é necessária uma
qualificação mínima para os operários, que devem ser alfabetizados e ter
conhecimentos básicos de matemática, mesmo nos estaleiros que têm um perfil mais
tradicional. O funcionário deve ser capaz de ler instruções, interpretar textos, bem
como ter nível de instrução que lhe permita acompanhar programas de treinamento.
Os estaleiros brasileiros do Grupo 1, novos ou existentes modernizados,
passarão a exigir perfis mais qualificados, com melhor nível de instrução, na medida
em que novas tecnologias de desenvolvimento de produto e processos forem sendo
adotadas.
2.8.3. Dinâmica Tecnológica
Para estaleiros do Grupo 1, deve-se pensar em uma categorização adicional
para diferenciar aqueles que constroem estruturas offshore para exploração de
petróleo, navios mercantes sofisticados como LNG, navios de cruzeiro e super porta-
contêineres, e navios mercantes convencionais como petroleiros e graneleiros.
No caso da construção de estruturas offshore e de navios sofisticados, a
dinâmica tecnológica é diferente e envolve inovações no desenvolvimento de produto
e de processos.
Já a construção de navios mercantes com qualidade e aceitação no mercado
mundial não exige inovação em produto e processos e o emprego de tecnologias
avançadas.
Dessa forma, a construção de navios mercantes convencionais em níveis
competitivos não se deve ao emprego de tecnologias que não estão disponíveis
comercialmente e que precisam ser desenvolvidas ou compradas de empresas que já
as detém. A competitividade se origina em um processo de definição de um mercado-
alvo e no desenvolvimento contínuo de produto e processos. O processo se completa
na medida em que níveis elevados de produção são estabelecidos e séries numerosas
passam a compor a carteira de encomendas. Desse modo, o desenvolvimento do
produto voltado para a produção atinge um alto grau de depuração, resultando em
aumentos significativos de produtividade e redução drástica de custos de produção.
Portanto, a definição do mercado-alvo é de importância estratégica para o
sucesso das operações de um estaleiro com pretensões de participar do mercado
internacional com padrões adequados de competitividade. Em estaleiros líderes essa
definição é realizada com muito cuidado e é fruto de um esforço de prospecção de
mercados e identificação de vantagens competitivas para a operação em um
determinado nicho de mercado. O modelo de organização dos negócios nesses
estaleiros é, portanto, voltado para o desenvolvimento de produtos e estratégias de
produção com foco no mercado-alvo identificado.
O aporte de P&D nesse caso deve ser focado na identificação de um mercado,
e no desenvolvimento de projetos que atraiam armadores e processos que permitam
atingir a maior eficiência possível. Com um mercado-alvo identificado é possível
trabalhar o projeto voltado para produção de maneira contínua e detalhada. Os
processos são, dessa forma, desenvolvidos em tal nível que linhas de produção
32
especializadas podem ser implementadas, reduzindo a variabilidade de produtos
intermediários e facilitando a produção.
Projetos desenvolvidos com foco na integração plena com a produção
permitem que os produtos intermediários sejam acomodados nas linhas especializadas
de produção sem provocar alterações significativas no fluxo e na quantidade de
trabalho. Com conteúdos de trabalho mais homogêneos em cada linha de produção, o
balanceamento das linhas e o nivelamento do conteúdo de trabalho entre as diferentes
linhas de produção pode ser controlado de maneira mais efetiva. A produção naval,
dessa forma, incorpora características de produção em massa e novos patamares de
produtividade podem ser esperados.
Além disso, o desenvolvimento de produtos com foco em mercado-alvo
aumenta as chances de contratação de séries numerosas de navios. Séries numerosas
de navios permitem ao estaleiro o desenvolvimento contínuo de produto e processos e
a diminuição drástica dos desperdícios na fase de produção.
Os estaleiros brasileiros ainda carecem da definição de mercados-alvo e no
desenvolvimento de projetos orientados para a produção. As áreas de engenharia de
processos e de produção precisam ser mais intensamente desenvolvidas.
As práticas adotadas por estaleiros classe mundial, no que concerne à
tecnologia de construção e planejamento da produção, necessitam de mão-de-obra
mais qualificada, com melhor nível de instrução. Sistemas computacionais para
desenvolvimento de produto, processos e gestão da produção utilizados pelos
estaleiros líderes, demandam trabalhadores com nível de instrução suficiente para que
sejam capazes de interagir com esses sistemas.
No ambiente brasileiro, esse perfil de trabalhador ainda não está disponível.
São necessários investimentos em programas de capacitação e treinamento para
qualificar a força de trabalho nesse sentido.
Os estaleiros do Grupo 2 estão voltados para a construção de embarcações
com características de mercado e de desenvolvimento do produto diferentes que
aquelas construídas por estaleiros do Grupo 1.
O mercado de apoio offshore é bastante dinâmico e as embarcações têm
apresentado grande desenvolvimento. Projetos com grande conteúdo tecnológico já
são oferecidos por empresas dedicadas a esse nicho de mercado. Nesse caso, não há
necessidade de investimentos do estaleiro em desenvolvimento do produto para se
alcançar níveis internacionais de competitividade. No entanto, para assumir posições
de liderança nesse mercado é necessário incorporar tecnologias de projeto e de
processos disponíveis comercialmente, reconhecendo que o mercado de projetos já é
dominado por empresas especializadas e com tradição no desenvolvimento desse tipo
específico de produto.
Dessa forma, é possível afirmar que os estaleiros do Grupo 2 não operam com
o nível de complexidade de processos exigido para a construção de navios mercantes.
Também não há barreiras tecnológicas, seja de produto ou de processos, para
construir embarcações desse tipo, uma vez que tanto os projetos como os sistemas que
compõem as embarcações são adquiridos junto a fornecedores conhecidos. Qualquer
esforço de desenvolvimento de projeto do produto final, ou de sistemas que o
compõem, deve considerar que o mercado demanda projetos e sistemas com ampla
aceitação internacional.
33
2.8.4. Desenvolvimento Competitivo
As estratégias de mercado em estaleiros líderes são estabelecidas dentro de
uma faixa delimitada por dois modelos típicos: estaleiros com foco em projetos
padronizados de um tipo específico de embarcação e estaleiros que oferecem
flexibilidade de projeto e tipos de embarcações. As estratégias normalmente
encontradas tendem a ser posicionadas na faixa compreendida entre os modelos
típicos colocados acima. A Figura 8 ilustra a faixa de estratégias de mercado
observadas na construção naval.
Figura 8 – Estratégias de mercado
Estaleiros com foco no desenvolvimento de projetos-padrão de navios de tipos
e porte muito específicos buscam vantagens competitivas através da redução de
custos, permitida pela simplificação de projetos e pela padronização extensiva de
produtos intermediários.
Esse modelo de produção se aproxima do modelo de produção seriada de
produtos padronizados encontrado com freqüência na indústria de manufatura, e pode
ser representado, por exemplo, pela produção de bens de consumo como geladeiras e
aparelhos de televisão.
Caracteriza-se pela menor flexibilidade do produto, pois as linhas de produção
são projetadas para produtos específicos, dificultando a sua adaptação para produtos
com características diferentes. Dessa forma, a organização da produção com foco em
produtos intermediários com baixa variação de conteúdo de trabalho permite a
utilização de ferramentas e trabalhadores especializados na produção de uma
determinada família de produtos, gerando ganhos significativos de produtividade.
Os estaleiros que oferecem flexibilidade de projeto como um diferencial de
mercado, optam pela estratégia de atender, na medida do possível, a necessidades
específicas de cada armador. Esse modelo de abordagem tende a reduzir a
produtividade e aumentar a necessidade de engenharia, tanto de projeto como de
produção, sem significar, no entanto, que técnicas de padronização de componentes
intermediários não sejam empregadas.
Nesse caso, também podem ser observadas linhas de produção dedicadas e
especializadas em tipos específicos de produtos intermediários. A diferença está
apenas na quantidade de produtos intermediários iguais que são produzidos em uma
mesma linha de produção. Com uma carteira de encomendas composta de
embarcações de variados tipos e tamanhos, mesmo com um grande esforço de
engenharia de projeto e produção, há uma variação considerável entre produtos
34
intermediários, o que gera variabilidade de conteúdos de trabalho e, portanto, maior
dificuldade de planejamento e programação da produção. Mesmo assim, estaleiros
com essas características que conseguem encomendas de séries numerosas podem se
aproximar bastante dos níveis de produtividade de estaleiros que adotam modelos de
abordagem de mercado voltados para o oferecimento de projetos-padrão de tipos e
tamanhos específicos de navios.
Observa-se, independente do tipo de abordagem escolhida, que estaleiros
líderes possuem foco muito claro nos mercados que decidiram por atuar e contam
com capacitação para o desenvolvimento de projeto básico. Além disso, empregam
estratégias de desenvolvimento do produto fortemente orientadas ao mercado e
apoiadas por uma estrutura de marketing e relacionamento com clientes bem
estabelecida. Os projetos desenvolvidos têm, portanto, forte apelo comercial e a
contratação de séries numerosas por diferentes armadores torna-se possível.
Com relação ao perfil do trabalhador nos estaleiros classe mundial, em cada
uma das três seções típicas de trabalho (estruturas, equipamentos e acabamento), os
trabalhadores são treinados para serem multifuncionais, isto é, devem ser capazes de
executar diferentes tarefas na sua seção de trabalho.
Normalmente, os estaleiros classe mundial não apresentam a subdivisão da
mão-de-obra conforme a estrutura tradicional, pois adotam diferentes processos de
produção que demandam outro perfil da mão-de-obra. No caso, os trabalhadores são
agrupados em três especialidades: estrutura, equipamentos e acabamento.
Isso representa uma considerável vantagem em relação ao perfil unifuncional
adotado nos estaleiros com organização tradicional. Por exemplo, um operário que
trabalha na área de estruturas pode desempenhar todas as tarefas de chapeadores,
montadores de estruturas e soldadores existentes em estaleiros tradicionais.
A disponibilidade de trabalhadores que possam desempenhar funções em
diferentes seções de um estaleiro é uma vantagem adicional na construção naval, que
se caracteriza por grande volatilidade nos níveis de produção. A existência de
trabalhadores que possam atuar em diferentes frentes de trabalho permite ao estaleiro
uma melhor alocação do seu contingente de mão-de-obra, em função da evolução da
produção do estaleiro.
Alguns estaleiros que adotam uma organização tradicional do trabalho têm
buscado estabelecer um contingente de mão-de-obra multifuncional com base em
incentivos para que o trabalhador se qualifique e possa desempenhar diferentes
funções. Todavia, por vezes, os sindicatos têm se colocado contra a
multifuncionalidade, sobretudo no que se refere à atuação de funcionários em
diferentes seções de um estaleiro.
Com a adoção do acabamento avançado (e também do zone outfitting), o
emprego de mão-de-obra multifuncional constitui-se em uma grande vantagem no
processo produtivo. São necessários menos trabalhadores atuando em uma mesma
área de trabalho e se eliminam tempos de espera por equipes de uma determinada
disciplina para executar uma determinada tarefa. Trabalhadores multifuncionais
podem fixar os suportes de tubulações, cabos elétricos e de dutos de ventilação,
simultaneamente, soldá-los e, então, instalar tubulações e dutos de ventilação.
Na área de tecnologia de fabricação, as principais pesquisas em estaleiros
líderes são desenvolvidas para avançar nas tecnologias de solda, robotização e
automatização. São observadas linhas de produção com processos robotizados de
35
solda nas linhas de painelização (inclusive com soldagem a laser), e nas oficinas de
submontagem e montagem de blocos. Linhas de submontagem contam com processos
robotizados para soldagem e, também, para movimentação de materiais. Linhas de
montagem de blocos incluem estações de trabalho totalmente robotizadas para a
soldagem final de elementos.
No Brasil o nível geral de automatização de processos é básico e não são
encontrados processos robotizados. Em estaleiros do Grupo 1 são observados
processos automáticos somente em mesas de corte de aço com CNC, embora o
estaleiro que se encontra em construção certamente adotará a automatização em
outras áreas do estaleiro, como, por exemplo, nas linhas de fabricação de painéis e de
tubulações. Entre os estaleiros do Grupo 2 e do Grupo 3 também não adotam
processos automatizados, com exceção de mesas de corte de aço CNC. A exceção que
merece ser destacada se refere à única linha de painéis automática em operação no
Brasil atualmente, instalada em um estaleiro recentemente construído para a produção
de embarcações de apoio offshore.
De maneira geral, a competitividade do estaleiro se define como a capacidade
de produzir com custo, prazo e qualidade compatíveis com o mercado internacional.
Um importante determinante dessa capacidade é a produtividade do trabalho. O
indicador de produtividade mais freqüentemente utilizado, para fins comparativos, é a
produção, medida em CGT por homem x ano ou por hora trabalhada.
O ritmo de crescimento de produtividade em estaleiros líderes deve-se ao
comprometimento com a evolução permanente, com metas progressivas de qualidade
e produtividade, em todos os grupos de trabalhadores, níveis e atividades. Esse
comprometimento se reflete em investimento elevado em pesquisa e desenvolvimento
e formação de recursos humanos.
Em resumo, o processo de evolução tecnológica dos estaleiros líderes que
resultou em níveis elevados de produtividade enfatizou a padronização de sub-
produtos e a unitização; controle dimensional; automação e robotização de solda,
pintura e conformação; emprego de sistemas laser para processamento de aço;
desenvolvimento (pelos estaleiros individualmente ou em cooperação) de sistemas
computacionais integrando atividades de vendas, projeto, planejamento da produção,
engenharia de processos e suprimento. Mecanismo importante a mencionar é a
crescente formação de alianças entre companhias, compartilhando projetos, realizando
compras conjuntas visando a ampliar os ganhos de escala, e a sub-contratação,
visando à otimização do uso de instalações e à exploração de eventuais vantagens
comparativas.
De forma geral, as principais diferenças entre os estaleiros brasileiros e líderes
mundiais e que merecem atenção em um contexto de busca por competitividade são
referentes à engenharia de produção e de processos, ao rigor na programação e
controle da produção, ao desenvolvimento de projeto básico com forte orientação ao
mercado e voltado para a produção, e à padronização extensiva de produtos
intermediários.
Finalmente, é importante destacar com relação à mão-de-obra, que caso a
indústria naval brasileira incorpore novas tecnologias de produto e de processos, será
necessário que o perfil atual do contingente de trabalhadores seja modificado para
atender às demandas dessas tecnologias. Dessa forma, programas de treinamento e de
qualificação para atender a esse novo perfil da mão-de-obra deverão ser
36
desenvolvidos e aplicados. No entanto, analistas do setor já apontam para um déficit
quantitativo de trabalhadores mesmo nos perfis mais tradicionais encontrados nos
estaleiros brasileiros atualmente.
2.8.5. Estratégias de Especialização e Desenvolvimento Tecnológico
Há dois caminhos claros que se apresentam para os estaleiros brasileiros do
Grupo 1 com relação a especialização da linha de produtos e de desenvolvimento
tecnológico.
O primeiro é de especialização no segmento offshore, construindo estruturas
para a indústria do petróleo. Nesse caso o desenvolvimento do produto exige altos
investimentos em pesquisa que já vêm sendo feitos pela Petrobras, por universidades
e por empresas que têm participado desse processo. Com relação aos processos,
alguns dos estaleiros brasileiros do Grupo 1 já se especializaram e são capazes de
construir essas estruturas com eficiência similar à encontrada em outro estaleiros do
mundo. É importante destacar que se trata de um mercado totalmente diferente do
mercado de construção naval tradicional, onde a qualidade final do produto é muito
mais controlada e o trabalho de instalação e comissionamento de equipamentos é mais
complexo, adquirindo uma dimensão maior no contexto de um projeto.
O caminho de especialização em estruturas offshore exige que o estaleiro
adote soluções que nem sempre são compatíveis com a construção de navios
convencionais. Em estaleiros líderes, a produção de estruturas offshore é realizada em
instalações dedicadas e, mesmo quando é realizada nas mesmas instalações, tudo
acontece como se fossem dois estaleiros dentro de um só. Nesse sentido, uma
estratégia de desenvolvimento sustentável da construção naval brasileira não deve
deixar de considerar que navios convencionais e estruturas offshore não devem ser
fabricados de forma simultânea, compartilhando processos nas mesmas instalações,
caso haja preocupação em se buscar níveis de produtividade e eficiência comparáveis
aos do mercado internacional.
No caso de navios convencionais dois cenários diferentes devem ser
considerados. A diferença fundamental entre os dois cenários consiste na implantação
ou não de um processo de desenvolvimento, com motivação e mobilização
semelhantes aos que alavancaram as indústrias em países como a Coréia e o Japão, e
que vem sendo perseguida (ainda sem sucesso relevante) nos Estados Unidos. Um
processo voltado para garantir um desenvolvimento efetivamente sustentável, fundado
em estruturas empresariais sólidas, ênfase na capacitação tecnológica e gerencial,
recursos humanos altamente capacitados e altamente motivados e engajados,
instituições governamentais capazes de garantir a sintonia entre o desenvolvimento
setorial e os interesses estratégicos do país.
No cenário mais conservador, a estrutura atual do setor seria, basicamente,
mantida. Os estaleiros existentes receberiam investimentos destinados a recuperar ou
ampliar a capacidade de produção, inclusive aumentando o conteúdo de engenharia
nos processos. Em geral, esses investimentos já estão definidos e, em alguns casos,
em fase de obtenção de financiamento ou de execução.
Neste cenário, considerando a hipótese de produção contínua de navios
adequados às características de cada estaleiro, e ausência de gargalos na cadeia de
produção, os estaleiros nacionais teriam condições de alcançar volumes de produção
bastante superiores aos níveis praticados no passado. Em primeiro lugar, devido à
própria evolução tecnológica (embora modesta comparada com a evolução
37
internacional) e desenvolvimento das práticas de gestão da produção, em segundo
lugar, devido aos novos modelos de relacionamento com os clientes e o financiador.
Porém, é importante destacar que os estaleiros estariam ainda muito distantes
do padrão de competitividade internacional. O marco de referência para custo de
produção, tempo de construção e qualidade seria estabelecido dentro do próprio
sistema. Portanto, o eventual ingresso de novos estaleiros poderia ser estimulado pelo
excesso de demanda com relação à oferta, principalmente na faixa de navios de maior
porte. Por outro lado, projetos de novos estaleiros teriam melhores condições de
inaugurar padrões mais elevados de produção. A tendência seria de que os novos
empreendimentos ocupassem a liderança do mercado, estabelecendo os marcos de
referência para a competitividade da construção naval brasileira.
O segundo cenário corresponde à consolidação dos cenários futuros de
desenvolvimento máximo da capacidade de cada estaleiro. Neste cenário seria
alcançada a máxima capacidade em termos de volume de produção, mas também o
nível máximo de competitividade, compatível com o ambiente tecnológico e
econômico do país, no curto prazo.
Esse cenário depende do estabelecimento pelos estaleiros de um mercado-
alvo, do desenvolvimento de projeto básico com forte orientação ao mercado e da
especialização na construção de navios convencionais, sem a produção simultânea de
navios e estruturas offshore e da realização de reparos navais.
Também seriam necessários investimentos para a capacitação tecnológica em
engenharia de produção e processos e para desenvolvimento de projeto orientado à
produção.
Os estaleiros do Grupo 2 que operam construindo embarcações de apoio já
têm uma estratégia de especialização bem definida. É necessário que o foco nesse
mercado seja mantido e que tecnologias voltadas para o desenvolvimento e
coordenação de cadeia de fornecedores.
Os estaleiros do Grupo 3 operam com pouco ou nenhum aporte tecnológico com
relação a engenharia de produto e processos. Embora as embarcações construídas
tenham baixo conteúdo tecnológico, a incorporação de ferramentas básicas de
engenharia de produção e de processos tornaria a produção mais eficiente. Tais
ferramentas já estão disponíveis nos estaleiros brasileiros dos Grupos 1 e 2.
Os anos de estagnação da indústria brasileira foram anos de desenvolvimento
acelerado dos principais competidores. É necessário recuperar a capacidade de
produção perdida nos últimos anos, e viabilizar os investimentos necessários, na infra-
estrutura e na capacitação tecnológica, para superar o desnível acumulado.
A conjuntura internacional, a infra-estrutura industrial brasileira, a base de
recursos humanos e de tecnologia já desenvolvida, o custo baixo da mão-de-obra, a
demanda da marinha mercante nacional e os mecanismos de financiamento e fomento
disponíveis formam um cenário favorável para um movimento de recuperação e
consolidação de uma indústria naval competitiva internacionalmente e auto-
sustentável.
A meta de produzir navios mercantes em condições compatíveis com os
padrões atuais da indústria naval mundial, seja empregando as plantas já existentes,
seja com a implantação de estaleiros novos, exigirá que se considerem entre as
questões críticas, os seguintes pontos:
38
- algumas das plantas existentes perderam recursos (áreas, instalações e
equipamentos);
- a engenharia encontra-se bastante atrasada, principalmente nas áreas de
engenharia de produção, industrial e de projeto voltado para a produção;
- a cadeia produtiva precisará ser recomposta;
- as ações, governamentais e empresariais, voltadas para a capacitação de
recursos humanos deverão contemplar as demandas relacionadas com o nível
requerido de informatização dos processos e de multifuncionalidade, e que são
incompatíveis com os padrões de treinamento adotados no Brasil;
- a superação do déficit tecnológico e gerencial exigirá que o desenvolvimento
tecnológico e a formação de recursos humanos sejam assinalados com a mais alta
prioridade estratégica;
- além do investimento público e privado na instalação e recuperação de infra-
estrutura, e em programas de capacitação tecnológica e de recursos humanos, será
necessário um conjunto dinâmico de alianças estratégicas e o comprometimento de
todos os segmentos com metas de produtividade e de competitividade.
O desenvolvimento de uma indústria naval competitiva no Brasil é uma meta
viável, mas representa um enorme desafio para as empresas, entidades
governamentais e para a engenharia nacionais.
39
3. GESTÃO DA PRODUÇÃO
3.1. Introdução
Neste Capítulo são apresentados os resultados de pesquisas baseadas em extensa
bibliografia das áreas de organização e gestão da produção na construção naval.
No desenvolvimento do Capítulo são inicialmente apresentados os seguintes
elementos identificados como críticos para a efetividade das funções de gestão da
produção na construção naval (COPPE, 2005b): Sistemas de Codificação e
Classificação; Engenharia de Produção; e Sistemas Integrados de Informações.
Nas seções seguintes conceitos, sistemas e técnicas que constam da bibliografia
pesquisada e são considerados relevantes para aumentar a eficiência das atividades de
construção naval, são comentados, entre eles: Sistemas de Administração da
Produção; Princípios de Lean Manufacturing aplicados à Construção Naval; Sistemas
ERP; Gerenciamento de Projetos; Sistemas Híbridos de Controle da Produção;
Planejamento, Programação e Controle da Produção na Construção Naval.
Ressalte-se que além de apresentar, descrever e comentar os conceitos, sistemas
e técnicas mencionados acima, também é identificado o estado da arte de cada item no
contexto da construção naval e, também, como os estaleiros líderes desenvolvem e
utilizam cada um dos elementos mencionados acima.
Este Capítulo tem relevância no contexto do desenvolvimento desta Tese, uma
vez que serviu como base para que os conceitos, técnicas e ferramentas que serão
apresentados e desenvolvidos nos próximos Capítulos, com aplicações voltadas para a
construção naval, fossem escolhidos.
Portanto, a seqüência deste trabalho tem como objetivo avançar além do estado
da arte nos estaleiros líderes, buscando a aplicação de técnicas avançadas para
explorar a fronteira de conhecimento dessas funções na construção naval.
Antes de entrar em detalhes sobre cada um dos itens comentados acima, é
importante explicar que o ciclo de gerenciamento na construção naval, apresentado
por STORCH et alli. (1995), é composto de cinco principais atividades, que se inter-
relacionam através das estruturas de decomposição do trabalho utilizadas. As cinco
atividades são:
- Elaboração de estimativas;
- Planejamento;
- Programação (Scheduling);
- Execução; e
- Avaliação.
Na fase de planejamento são listadas todas as atividades necessárias e
determinadas as respectivas ordens de serviço necessárias, juntamente com as
necessidades preliminares de material, mão-de-obra e utilização da infra-estrutura e
de equipamentos. Além disso, são realizadas estimativas de custos e duração de
atividades.
A programação (scheduling) consiste basicamente na determinação da ordem
em que as atividades deverão ser executadas e na definição das datas de início e fim
40
de cada atividade para que o projeto seja concluído, com base nas informações sobre
as necessidades de material e mão-de-obra para cada atividade, estimadas durante o
processo de planejamento. Portanto, um dos principais resultados da programação é
uma rede que define as relações de dependência e precedência entre as atividades,
juntamente com as durações e datas de início de fim de cada atividade.
O andamento do projeto é acompanhado através do controle da produção, que
compara os valores de tempo e custo estabelecidos nas fases de planejamento e
programação com os valores efetivamente realizados.
As atividades de planejamento, programação e controle da produção estão
diretamente relacionadas com a produção, projeto, engenharia, procurement e
controle de materiais, e com a elaboração de estimativas.
As atividades de planejamento e programação freqüentemente são confundidas,
embora tenham importantes diferenças. Para qualquer atividade é necessário conhecer
o QUE e QUANDO será feito, e COMO e ONDE será realizada. Basicamente, com o
objetivo de caracterizar o significado dos termos acima, pode-se dizer que o
planejamento é responsável pelo o QUE será produzido, e COMO e ONDE serão
realizadas as atividades. À programação fica a responsabilidade de definir,
principalmente, QUANDO as atividades devem ser realizadas. Eventualmente,
também fica a cargo da programação a definição de QUEM irá executar as atividades
previstas, mas frequentemente a decisão de quais são os trabalhadores que executarão
determinada atividade é responsabilidade dos gerentes de produção das estações de
trabalho. Nos estaleiros com práticas mais avançadas, em geral, os trabalhadores estão
designados a estações de trabalho específicas, permitindo que a programação seja
realizada para a estação de trabalho, e não para os trabalhadores, simplificando e
dando maior consistência à programação desenvolvida.
O planejamento ocorre em todos os níveis em uma organização, e normalmente
ocorre antes da programação. Nos sistemas e softwares utilizados atualmente o
planejamento e a programação são frequentemente gerados ao mesmo tempo,
contribuindo para que as diferenças entre o planejamento e a programação continuem
confusas.
No trabalho de VAUGHAN (1983) sobre a produtividade na construção naval,
são apresentados elementos agrupados sob a denominação de Núcleo Comum de
Tecnologia (Common Core Technology). Os elementos são apresentados como parte
de um processo de mudança tecnológica, e não se referem apenas a métodos e
técnicas de produção, envolvendo também tecnologias de gestão e controle. Destaca-
se também no trabalho a importância atribuída ao conceito de Tecnologia de Grupo e
a sua aplicação no desenvolvimento de um sistema de classificação e codificação
eficiente. Os elementos considerados no Núcleo Comum de Tecnologia são os
seguintes:
−
Desenvolvimento do produto;
−
Estratégia de construção;
−
Engenharia de produção;
−
Definição da necessidade de materiais;
−
Estimação do conteúdo de trabalho;
−
Registro do tempo e controle da mão-de-obra;
41
−
Controle de materiais;
−
Controle da produção e gerenciamento do projeto;
−
Desenvolvimento de tecnologias de produção;
−
Desenvolvimento organizacional e treinamento;
−
Sistemas de codificação; e
−
CAD/CAM/CIM.
Nas seções a seguir, inicialmente serão abordados os elementos considerados
críticos para o planejamento e o controle eficiente da produção em modelos de
organização que representam o estado da arte. A produção organizada em Células de
Produção e fortemente baseada nos conceitos de Tecnologia de Grupo, entre outros
aspectos que caracterizam a organização da produção no estado da arte, requer mais
tecnologia de gestão da produção.
A maneira como os processos de produção são planejados e controlados tem
associação direta com a maneira como a produção é organizada. Principalmente
quando o modelo de organização da produção adotado envolve conceitos de
Tecnologia de Grupo, pois as atividades de planejamento e controle tornam-se ainda
mais críticas.
Na construção naval tais atividades são complexas e devem ter alto nível de
detalhamento, permitindo que a produção seja gerenciada com o foco na
produtividade. E produtividade na construção naval, por sua vez, depende da
coordenação de recursos chave na produção (materiais, mão-de-obra, infra-estrutura,
equipamentos, capital e informação) através de um sistema de planejamento e
controle eficiente.
Os elementos críticos que foram identificados, e cujo desenvolvimento e
aperfeiçoamento caracterizam a tecnologia de gestão no estado da arte são os sistemas
de codificação e classificação, a Engenharia de Produção e a integração de sistemas
de informação.
O estado da arte em gestão da produção também se define através da forma
como é tratado o fluxo de informações nos estaleiros, para que tornar efetivo o
planejamento e o controle do processo de produção. Nesse sentido são abordados os
Sistemas de Administração da Produção mais conhecidos, como a Produção Enxuta
(Just-in-Time – JIT), o Planejamento de Recursos da Corporação (Enterprise
Resource Planning – ERP) e a Gestão de Projetos, com destaque para aplicações na
construção naval e para a abordagem híbrida da administração da produção.
Finalmente, após a discussão sobre os elementos críticos para a gestão da
produção no estado da arte e sobre a utilização dos Sistemas de Administração de
Produção no ambiente da construção naval, serão abordados o planejamento, a
programação e o controle da produção na construção naval com foco nas
características do estado da arte. Os elementos abordados compreendem o
planejamento da construção do casco e outfitting, o master planning, a programação
da produção, o controle da produção, a monitoração de desempenho e eficiência e a
garantia da qualidade.
42
3.2. Elementos críticos
3.2.1. Sistemas de codificação e classificação
O desenvolvimento de um sistema de codificação e classificação de produtos
intermediários é fundamental para a integração das funções de projeto, planejamento e
produção.
Os sistemas de codificação no estado da arte são abrangentes, aplicados a
todos os materiais, produtos, áreas de trabalho, operações e pessoal. Os sistemas têm
estrutura hierárquica, de forma que podem ser aplicados em todas as etapas de
agregação de produtos intermediários. Os códigos são chaves em todos os bancos de
dados e sistemas de informação, e a partir deles as informações de projeto,
planejamento e produção são integradas.
Sistemas avançados de codificação também permitem plena rastreabilidade
dos elementos, possibilitando que os atributos das partes componentes de qualquer
produto intermediário possam ser identificados, relacionando-as aos estágios
anteriores e posteriores de produção, e às utilizações previstas e realizadas de recursos
de produção.
O estado da arte em sistemas de codificação permite uma definição clara e
consistente todos os produtos intermediários, das estações de trabalho e das zonas de
outfitting em uma estrutura hierárquica, capaz de acomodar níveis crescentes de
detalhamento para a formação do banco de dados do modelo do produto.
O sistema de codificação no estado da arte também define famílias de
produtos, cujas informações são cruzadas com atributos de estações de trabalho e
parâmetros de desempenho. Portanto, a produção das famílias de produtos é
diretamente ligada a estações de trabalho específicas e, de forma automática, através
de estatísticas coletadas a partir de uma base de dados, são geradas estimativas de
tempo de produção e de quantidade de mão-de-obra necessária.
A estrutura do sistema de codificação também permite a definição da
contribuição de cada produto para a conclusão de um grupo de atividades, ou de um
sistema do navio, como por exemplo, o casco ou a praça de máquinas. Dessa forma,
informações da produção podem ser compiladas para fornecer informações sobre o
andamento do projeto de forma geral, ou de sistemas isolados do navio.
Para se alcançar o desenvolvimento de sistemas de codificação no estado da
arte, é fundamental o desenvolvimento de estruturas de decomposição do trabalho
voltadas para produtos intermediários padronizados, que também são utilizadas para a
organização da produção em estaleiros que adotam conceitos de Tecnologia de Grupo
e Células de Manufatura.
Estaleiros que possuem sistemas de codificação e organização da produção no
estado da arte, têm estruturas de decomposição do trabalho com essas características.
As estruturas de decomposição do trabalho que reúnem essas características serão
comentadas mais detalhadamente no Capítulo 5 e 6 desta tese.
3.2.2. Engenharia de Produção
As atividades de Engenharia de Produção podem ser caracterizadas, de forma
geral, como aquelas realizadas com o objetivo de tornar os projetos mais fáceis de
serem executados.
43
A Engenharia de Produção está presente em todos os níveis de atividades
envolvidas com a produção, seja desenvolvendo padrões, métodos e processos a
serem considerados no desenvolvimento do projeto do produto, seja aplicando os
padrões para a definição de produtos intermediários, ou planejando e controlando a
execução dos projetos. Também desenvolve atividades de caráter mais estratégico,
como a análise de investimentos em infra-estrutura e equipamentos para melhoria da
capacidade e produtividade.
A Engenharia da Produção também pode realizar a análise de processos e de
seqüência de montagens, procurando a opção que resulte em maior produtividade e
menor custo, determinando o esforço e o tempo necessários para a execução de cada
atividade. No sentido mais básico, a Engenharia de Produção tem como objetivo a
eliminação de métodos e processos ineficientes, e o aperfeiçoamento do projeto para a
produção.
Em estaleiros que onde a Engenharia da Produção se encontra no estado da arte,
as funções acima estão consolidadas através de uma Política de Construção e uma
Estratégia de Construção muito bem desenvolvidas. A partir desses elementos são
definidos os produtos intermediários ótimos e as regras para o projeto.
As funções de Engenharia da Produção no estado da arte são completamente
integradas às funções de projeto e engenharia de processos. A análise de processos
para cada produto intermediário é utilizada como parte das informações das estações
de trabalho, sem, no entanto, o envolvimento com a produção corrente.
O estado da arte em Engenharia da Produção também é caracterizado pelo
elevado nível de desenvolvimento dos padrões, com reduzida necessidade de
desenvolvimento de novos padrões. Os estaleiros mais avançados desenvolveram um
esforço considerável para estabelecer padrões, métodos e processos que otimizam a
utilização de sua infra-estrutura e equipamentos, considerando o respectivo perfil da
produção.
Nesse sentido, não é necessário muito esforço adicional de Engenharia de
Produção para o desenvolvimento e a manutenção de padrões, métodos e processos.
Conseqüentemente, somente um pequeno departamento dedicado à Engenharia de
Produção é mantido para o desenvolvimento e análise de novos processos, métodos de
construção, manutenção de padrões, e também para atividades de pesquisa e
desenvolvimento de interesse dos estaleiros.
3.2.3. Sistemas integrados de informações para o projeto e produção
Sistemas integrados de informações são fundamentais para alcançar o estado
da arte em diversas funções de um estaleiro. Funções de produção, como o corte de
chapas com controle numérico, ou a utilização de processos automatizados em linhas
de produção dedicadas, e também funções de planejamento e controle só atingem o
estado da arte se estiverem disponíveis sistemas de informações do produto, de
processos e de recursos plenamente integrados.
Com a sofisticação dos sistemas atualmente utilizados para projeto,
planejamento, programação e controle da produção na construção naval, e a tendência
de padronização e modulação de produtos intermediários, a integração passa a ser
uma questão fundamental na busca pela eficiência das operações em um estaleiro.
O modelo do produto é a base para a integração dos sistemas de informações
na construção naval. Segundo WHITFIELD et alii (2003) o modelo do produto é uma
44
representação de um objeto real ou abstrato descrito através de uma coleção de
atributos gráficos e não-gráficos e das relações com outros objetos. Essa coleção de
atributos e relações acompanha o produto durante todo o seu ciclo de vida e,
conceitualmente, localiza-se em uma única base de dados. Os sistemas de
informações no estado da arte são baseados em um modelo do produto plenamente
desenvolvido.
O modelo do produto permite que as saídas de cada sistema possam ser
aproveitadas como entradas em outro sistema, dando maior efetividade às funções
normalmente encontradas nos estaleiros.
WHITFIELD et alii (2003) apresenta o estado da arte das tecnologias de
modelagem de produtos na construção naval. São identificadas características
específicas dos principais modelos de produtos, tais como: base de dados única e
integrada, interface para o usuário com formato consistente, relações entre os
componentes do projeto, ferramentas paramétricas, e uma estrutura aberta, que
permite a recuperação de dados para serem usados pelas funções de planejamento,
programação e produção.
O modelo do produto é uma extensão das funções tradicionais de sistemas
CAD que permite aos projetistas a integração efetiva com a fase de produção para a
solução de questões críticas. A utilização do modelo do produto também acrescenta
consistência aos dados utilizados durante todo o processo de projeto.
O modelo do produto não é apenas uma ferramenta de projeto, pois a
informação pode ser utilizada por outras funções do estaleiro para a determinação da
necessidade de materiais, de ordens de compra, para a programação de atividades e
também por máquinas com controle numérico e linhas de produção com processos
automatizados. A Figura 9 ilustra o modelo do produto de um navio e suas relações.
Fonte: WHITFIELD et alii (2003)
Figura 9 – Representação do modelo do produto de um navio
Os principais sistemas computacionais para a implementação do modelo do
produto com integração plena das funções em um estaleiro, incluindo a integração das
informações necessárias para o desenvolvimento das atividades de projeto, de
45
engenharia da produção e de processos e da produção, possuem as seguintes
características:
−
São desenvolvidos a partir de uma base de dados única e integrada;
−
Interface gráfica com formato consistente;
−
Relações associativas entre os componentes;
−
Macros para o desenvolvimento de tarefas repetitivas;
−
Estrutura de dados aberta;
−
Integração entre elementos estruturais e de outfitting definida a partir de
padrões disponíveis em uma biblioteca;
−
Visualização do modelo geométrico;
−
Visualização da seqüência de construção para análise de processos;
−
Geração de desenhos;
−
Nesting;
−
Geração automática da lista de materiais (bill of materials – BOM);
−
Realidade virtual para checagem de interferências;
−
Informações sobre atributos dos produtos intermediários;
−
Bibliotecas de componentes;
−
Análise da integração estrutura/outfitting;
−
Checagem automática de interferências estrutura-outfitting;
−
Atributos de sistemas CAD/CAM; e
−
Ambiente multi-usuário.
Abaixo são apresentados alguns dos principais softwares de modelagem do
produto já desenvolvidos ou ainda em fase de desenvolvimento:
−
CATIA/CADAM (Francês/Americano);
−
Computerized Ship Design and Production - CSDP (Coreano);
−
Electronic Product Definition – EDP (Americano);
−
AutoSHIP (Canadense);
−
FORAN (Espanhol);
−
Goverment Defence Design of Ships and Submarines – GODDESS
(Inglês);
−
Global Shipbuilding Computer Aided Design – GSCAD (GRAD –
Consórcio Internacional);
−
Mitsubishi Advanced Total Engineering System – MATES (Japonês);
−
HULLTECH (Inglês);
−
NUPAS-CADMATIC (Holandês/Finlandês);
46
−
Product Model by Hitachi Zosen – PHI (Japonês);
−
Product Model of Odense Shipyard – PROMOS (Dinamarquês);
−
NAVSEA CAD-2 (Americano);
−
Pro/ENGINEER Shipbuilding Solutions – PTC (Americano);
−
NAPA (Finlandês); e
−
TRIBON (Sueco/Alemão).
Como comentado acima, a integração das informações para a integração de
funções na construção naval é de fundamental importância. São observadas várias
ações no sentido da integração entre diferentes sistemas, com foco na
interoperabilidade e com o objetivo de melhorar o desempenho de um estaleiro. A
integração, nesse sentido, vai além da integração de informações dentro de um único
estaleiro através do uso de sistemas CAD/CAM/CIM e de modelo do produto, para
integrar também diferentes organizações.
Segundo BENTHALL et alii. (2003), a interoperabilidade é fundamental no
sentido de aproveitar plenamente os benefícios dos sistemas CAD/CAM/CIM e dos
modelos do produto desenvolvidos. Projetos desenvolvidos para aumentar a
interoperabilidade entre ferramentas computacionais e sistemas têm sido intensamente
discutidos, entre eles o Integrated Shipbuilding Enviroment – ISE, o HARVEST e o
ISPE. Os principais projetos, que têm como objetivo a integração efetiva entre os
diversos sistemas encontrados em um estaleiro, utilizam plataformas para o
desenvolvimento da interoperabilidade.
As plataformas STEP (Standard for the Exchance of Product Model Data),
ESTEP (Evolution of STEP), EXPRESS, plataformas desenvolvidas através da
linguagem XML (Extensive Mark-up Language) e várias outras desenvolvidas em
tecnologias de ambiente Web, têm sido muito abordadas na literatura e sobre elas tem
sido realizado um considerável esforço de pesquisa e desenvolvimento.
A integração através do modelo do produto e a utilização de plataformas que
promovem a interoperabilidade de sistemas do estaleiro (internamente ou
externamente, compreendendo várias organizações) é fundamental para se alcançar o
estado da arte em várias funções ligadas ao projeto, à engenharia de produção e de
processos, e à produção. No entanto, mesmo que não seja utilizado um sistema de
modelagem do produto, a utilização de maneira efetiva de sistemas CAD/CAM/CIM
traz eficiência no desenvolvimento das funções citadas acima. Dentro desse contexto,
a seguir serão comentadas as principais características desses sistemas.
Sistemas CAD/CAM/CIM são uma combinação de software e hardware.
Usuários interagem com o sistema projetando e fabricando partes do navio, em
coordenação com o sistema de construção naval disponível. A informação sobre o
projeto e a fabricação fica disponível em uma base de dados, que pode também incluir
um modelo do produto tridimensional completo.
A principal função de sistemas CAD (Computer Aided Design) é a
disponibilização de informações técnicas com precisão, de forma adequada, e com
custos reduzidos em relação aos desenhos manuais do passado. É uma ferramenta
importante de integração no estaleiro, aproximando os departamentos de projeto e
47
produção e, através de desenvolvimentos mais recentes, também integra o
departamento de planejamento e controle.
Através de sistemas CAD é possível desenvolver desenhos em duas dimensões
e também desenhos tridimensionais. O projetista pode construir um modelo
tridimensional do navio, executar análises estruturais, produzir planos e instruções de
trabalho.
Há muitos sistemas CAD disponíveis no mercado atualmente, sejam sistemas
específicos para o projeto de embarcações ou sistemas de aplicação geral que também
são utilizados por estaleiros.
Há sistemas CAD com módulos de planejamento integrados ao modelo do
produto, permitindo que atividades referentes a estrutura e outfitting sejam planejadas
desde a fabricação de partes até a edificação. Muitos estaleiros usam sistemas CAD
como parte de seus sistemas de planejamento.
Os sistemas CAM (Computer Aided Manufacturing) auxiliam a preencher a
lacuna entre o projeto do navio e a sua construção, gerando dados, a partir do projeto,
para atividades de produção, como, por exemplo, soldagem, levantamento de cargas,
corte, conformação, planejamento e controle. Entre as principais funções de sistemas
CAM, destacam-se as seguintes:
−
Cálculo de distorções devido à solda;
−
Controle dimensional;
−
Programação de máquinas com controle numérico;
−
Apoio à gestão da produção;
−
Planejamento de levantamento de montagens estruturais;
−
Nesting;
−
Planejamento da conformação de chapas, perfis e tubulações;
−
Definição do comprimento de cabos elétricos.
A manufatura integrada por computador, ou simplesmente CIM (Computer-
Integrated Manufacturing), tem como principal objetivo a integração dos dados
gerados nas fases de projeto e de produção do navio, incluindo os dados dos
departamentos de projeto, de engenharia, de testes e de planejamento e controle da
produção.
Os estaleiros mais avançados operam em um ambiente com interface CIM,
entretanto, a prática atual nesses estaleiros não considera necessária a integração total
dos sistemas, embora o estado da arte em sistemas de informação aponte nesse
sentido.
Os principais benefícios da utilização da CIM é a minimização de operações
redundantes entre programas computacionais, principalmente a alimentação manual
de dados. Entre as principais funções da CIM, destacam-se as seguintes:
−
Integração de informações técnicas e administrativas em uma única base de
dados;
−
Aprimoramento do gerenciamento através da melhoria da comunicação
interna;
48
−
Controle de materiais;
−
Programação da produção;
−
Planejamento da produção.
Os sistemas CIM são normalmente desenvolvidos pelos estaleiros e não há
versões comerciais disponíveis, pois tratam da integração de diversos sistemas
específicos de cada estaleiro. Destacam-se os ambientes CIM desenvolvidos nos
estaleiros japoneses, como o Mitsubishi, o Sumitomo, o Mitsui e o Ishikawajima.
Destaca-se, nesse contexto, a iniciativa promovida pelos estaleiros japoneses
desde 1989 e patrocinada através de sua associação (Shipbuilders Association of
Japan), para o desenvolvimento e o avanço da aplicação da CIM. O projeto tem como
objetivo o desenvolvimento de um ambiente comum para aplicação da CIM
denominado General Product Model Enviroment – GPME. O sistema GPME cobre
15 aplicações. São elas:
−
Gestão da fabricação e produção;
−
Gestão do projeto;
−
Informação para o projeto;
−
Cálculo de resistência e necessidade de potência;
−
Projeto estrutural;
−
Lista de equipamentos para outfitting;
−
Arranjo dos equipamentos de outfitting;
−
Projeto dos sistemas do navio;
−
Procedimento de pintura;
−
Processamento do aço;
−
Estratégia de construção;
−
Programa de qualidade;
−
Programação de alto nível;
−
Programação de curto prazo;
−
Controle de materiais.
Finalmente, com o objetivo de sintetizar as informações desta seção, pode-se
dizer que o estado da arte na integração entre o projeto e a produção está associado
com o desenvolvimento e a utilização efetiva de sistemas CIM abrangentes e
eficientes, com base em sistemas de modelagem do produto, e também com a
utilização de plataformas que permitam a interoperabilidade dos vários sistemas do
estaleiro entre várias organizações.
3.3. Sistemas de administração da produção
Em muitos segmentos industriais, entre os quais se inclui a construção naval,
existe uma grande quantidade de informação nos vários setores e departamentos das
empresas.
49
A forma como o fluxo de informações circula e é tratado em uma empresa
pode prejudicar a sua eficiência e, conseqüentemente a competitividade, quando, por
exemplo, afeta o ciclo de produção (SANTOS, 2003).
Para a gestão das informações das empresas têm sido utilizados sistemas
informatizados, que podem ser desenvolvidos no ambiente da própria organização,
ou, então, adquiridos no mercado.
Os sistemas de informação têm objetivo de melhorar e dar transparência ao
fluxo de informações das empresas, de forma a propiciar controle das atividades de
planejamento, principalmente daquelas relacionadas ao processo de produção.
Assim surgiram os Sistemas de Administração da Produção que compreendem
os sistemas de informação para apoio à tomada de decisões táticas e operacionais
referentes às seguintes questões logísticas básicas para que sejam alcançados os
objetivos básicos da organização (CORRÊA, GIANESI e CAON, 2001):
−
O que produzir e comprar;
−
Quanto produzir e comprar;
−
Quando produzir e comprar;
−
Com que recursos produzir.
Os Sistemas de Administração da Produção auxiliam as empresas no
planejamento e controle das necessidades dos recursos.
Existem diversos tipos de técnicas que podem ser utilizadas, por vezes
complementarmente, com esse objetivo. Destacam-se, considerando o escopo deste
trabalho, os sistemas de Produção Enxuta, baseados em sistemas de administração de
empresas japonesas com foco na eliminação de desperdícios e na melhoria contínua;
os sistemas MRP II/ERP, que se baseiam na lógica do cálculo de necessidades de
recursos a partir das necessidades futuras de produtos; e a Gestão de Projetos, que se
baseia no gerenciamento de um grande número de atividades não repetitivas e suas
relações de dependência através de redes de atividades.
Os objetivos dos Sistemas de Administração da Produção são, basicamente:
−
Planejamento das necessidades futuras da capacidade produtiva;
−
Planejamento dos materiais comprados;
−
Planejamento dos níveis de estoque;
−
Planejamento das atividades de produção de forma a garantir o emprego
dos recursos no momento certo e prioritário;
−
Informação correta da situação presente dos recursos (pessoas,
equipamentos, materiais, instalações) e de ordens de compra e de produção;
−
Capacidade de cumprir os prazos;
−
Capacidade de reação, isto é, flexibilidade: visualização sobre capacidade e
possibilidade de mudanças na produção.
Os sistemas de administração da produção influenciam diretamente na
competitividade das empresas, o que justifica tanto investimento das empresas em
50
pacotes de software desenvolvidos por empresas especializadas, ou mesmo, em
sistemas desenvolvidos na própria organização.
Dentre as vantagens dos sistemas informatizados de administração da
produção podem ser citados (SANTOS, 2003):
−
Redução de custos – A transparência das informações e o planejamento (do
que produzir e comprar) permitem estabelecer níveis de estoque adequados
nos locais e datas programados, reduzindo os níveis de estoque. O
planejamento na aquisição de materiais contribui para que a empresa possa
negociar com antecedência com os fornecedores e até criar parcerias.
−
Influência nos tempos de produção – Minimizar problemas com
disponibilidade de recursos utilizados no processo produtivo. As análises
das informações dos sistemas de administração podem permitir: redução
dos ciclos na produção, redução de paradas por problemas nos
equipamentos (planejamento da manutenção).
−
Influência sobre a flexibilidade da produção – os sistemas de administração
da produção facilitam mudanças no processo produtivo. As informações
que são disponibilizadas por esses sistemas garantem para a empresa uma
visão privilegiada dos seus processos e com isso um melhor controle no
caso de mudanças.
−
Confiabilidade de entrega – Também é uma ferramenta importante no
controle dos prazos, reduzindo risco de atrasos nas entregas dos produtos.
−
Qualidade do produto – A qualidade é o aspecto que menos sofre influência
dos sistemas de administração da produção (CORRÊA, GIANESI e
CAON, 2001). Entretanto, existe algum benefício indireto que pode ser
mencionado. Os sistemas de administração da produção mantêm os
registros sobre as composições dos produtos (listas de materiais e estruturas
de produtos), que, para evitar redundância de informações devem ser as
mesmas listas e estruturas atualizadas e consultadas pela engenharia. A
atualização dessas informações contribui para minimizar falhas na
composição dos produtos.
−
Qualidade no serviço prestado ao cliente – É, provavelmente, o aspecto de
desempenho competitivo mais importante. Os sistemas de administração da
produção buscam garantir o fluxo de informações. Essas informações
envolvem a situação do pedido de um determinado cliente, informações e
orientações logísticas sobre os níveis de estoque, serviços de integração do
sistema de suprimentos ao sistema logístico do cliente. A Tabela 2
apresenta a relação entre as principais funções atribuídas aos sistemas de
administração da produção e os seis aspectos de desempenho competitivo
que estão dentro do escopo dos sistemas de operações produtivas nas
organizações.
51
Tabela 2 – Relação entre Funções do Sistema de Administração da Produção e
Aspectos Competitivos
Custo Velocidade Confiabilidade Flexibilidade Qualidade Serviço
1 X X X
2 X
3 X X X X
4 X X X
5 X X X
6 X X
7 X X
Legenda:
(1) planejar as necessidades futuras de capacidade produtiva da organização;
(2) planejar materiais comprados;
(3) planejar níveis adequados de estoques de matérias-primas, semi-acabados e produtos finais nos pontos certos;
(4) programar atividades de produção para garantir que os recursos produtivos envolvidos estejam sendo utilizados, em
cada momento, nas atividades certas e prioritárias;
(5) ser capaz de informar corretamente a respeito da situação corrente dos recursos (pessoas, equipamentos, instalações,
materiais) e das ordens (de compra e produção);
(6) ser capaz de prometer menores prazos possíveis aos clientes e depois fazer cumpri-los;
(7) ser capaz de reagir eficazmente
Fonte: CORRÊA, GIANESI e CAON (2001)
3.4. Lean Manufacturing/Produção Enxuta
O principal esforço dos estaleiros líderes em produtividade, principalmente os
japoneses, é realizado no sentido de integrar e implementar as práticas que resultam
em aumento de produtividade e diminuição do tempo de construção, eliminando
aquelas que não são produtivas.
Desse modo, a melhoria no desempenho dos estaleiros está relacionada com a
eliminação de desperdícios e a otimização dos processos de produção, que aliados a
uma organização adequada do trabalho e a um bom nível de utilização de recursos,
elevam os padrões de produtividade e qualidade praticados.
A maioria dos estaleiros líderes utiliza a abordagem baseada na construção em
blocos e no outfitting por zonas, estabelecendo fluxos estáveis de informações,
materiais e mão-de-obra, permitindo que sejam identificados aprimoramentos e
desenvolvimentos de processos que resultem em redução de custos.
Produção Enxuta é um termo utilizado para descrever o sistema de fabricação de
automóveis desenvolvido pela Toyota, cujo principal objetivo é o aprimoramento de
atividades que contribuam diretamente com a redução de custos. Embora a construção
de navios seja diferente da montagem de automóveis, o modelo desenvolvido pelos
japoneses para a indústria automobilística pode ser aplicado com sucesso na indústria
de construção naval (LAMB, 2001; LIKER e LAMB, 2001a; LIKER e LAMB,
2001b; LIKER e LAMB, 2002; KOENIG et al., 2002). No entanto, adaptações são
necessárias para que os princípios sejam adequadamente aplicados em circunstâncias
específicas, seja em estaleiros diferentes, ou mesmo entre diferentes áreas de
produção dentro de um mesmo estaleiro.
Entre os princípios básicos da Produção Enxuta estão incluídos o trabalho em
equipe, a comunicação, o uso eficiente de recursos, a eliminação de desperdícios e o
melhoramento contínuo. Esses princípios buscam a redução de custos através,
principalmente, da eliminação de desperdícios que podem ser encontrados em: (1)
operações desnecessárias; (2) tempos de espera; e (3) estoques. Adicionalmente,
alguns elementos ajudam a compreender a extensão da aplicação dos princípios da
Produção Enxuta, com destaque para os seguintes:
52
−
Projeto colaborativo do produto;
−
Projeto e análise de processos de produção;
−
Eliminação de atividades que não agregam valor ao produto final;
−
Padronização do trabalho;
−
Balanceamento da demanda e nivelamento de recursos;
−
Controle de processos;
−
Manutenção preventiva;
−
Envolvimento de fornecedores e colaboradores;
−
Minimização de erros;
−
Limpeza e organização do ambiente de trabalho;
−
Comunicação visual;
−
Recursos flexíveis;
−
Fluxo único; e
−
Sistema “puxar”.
Segundo o Lean Institute Brasil
10
, cinco itens resumem as principais idéias
que sustentam o modelo de Produção Enxuta. São eles: (1) valor do produto; (2)
eliminação de operações desnecessárias; (3) fluxo contínuo; (4) sistema “puxar”; e (5)
busca ininterrupta pela perfeição. Os itens citados serão brevemente comentados a
seguir.
Operações e processos desnecessários também são outro foco no modelo de
Produção Enxuta. A remoção desse tipo de atividade tem sido uma prioridade
principalmente nos estaleiros japoneses, onde, além da eliminação de etapas
desnecessárias e de tempos de espera, a melhoria dos processos de produção passa
pelo aumento da velocidade de etapas fundamentais.
Das ferramentas normalmente utilizadas para a eliminação de desperdícios na
construção naval moderna, três merecem destaque: (1) aprimoramento do controle
dimensional para eliminar os processos referentes a retirada de excesso de material na
união de blocos; (2) treinamento de mão-de-obra multifuncional para minimizar o
tempo ocioso dos trabalhadores; e (3) desenhos com análise de interferências
estrutura-outfitting para evitar o retrabalho nas áreas de projeto e produção. Além
disso, também pode ser citado o conjunto de iniciativas menores, normalmente
propostas por operários, que correspondem plenamente ao espírito da Produção
Enxuta.
O fluxo contínuo também é um importante elemento da “mentalidade enxuta”.
A idéia que a produção por departamentos é a melhor alternativa é combatida no
modelo de Produção Enxuta. O efeito do estabelecimento de fluxos contínuos pode
ser sentido na redução dos tempos de concepção de produtos, de processamento de
10
http://www.lean.org.br/
53
pedidos e em estoques. Nos estaleiros japoneses é possível verificar que o fluxo
contínuo baseado em blocos é similar aos verificados na indústria automobilística.
Dificilmente observa-se a produção de lotes de componentes destinados a
vários blocos, com a exceção do nesting de chapas e de pequenos e numerosos
componentes padronizados, e sim a fabricação de componentes específicos de um
determinado bloco. Desse modo, os processos de produção são organizados com base
no fluxo definido para os blocos e não em lotes de componentes. Mesmo em
atividades onde o produto intermediário permanece fixo, como é caso de
submontagens e montagens de blocos, com trabalhadores se movimentando de uma
área para outra, é mantido o conceito de fluxo contínuo. Nesse caso, mesmo que
inicialmente possa parecer uma produção em lotes, os grupos de trabalhadores se
movem de uma área para outra em uma única direção, encontrando sempre as mesmas
ferramentas de trabalho. Esse sistema é similar a um sistema de produção com
movimentação dos produtos em esteiras, só que são os grupos de trabalhadores que se
movem ao invés do produto (bloco).
Nos estaleiros japoneses mesmo a edificação do casco é pensada de forma a
manter o fluxo contínuo de trabalho. Em alguns casos blocos são estocados junto ao
berço de construção para que o fluxo na área de edificação seja mantido após o
lançamento de um casco. Tal estratégia é decorrente de uma cuidadosa análise de
trade-off que coloca em conflito dois princípios básicos da Produção Enxuta: a
manutenção do fluxo de trabalho e a minimização de estoques de produtos
intermediários.
Sistemas “Puxar” também são uma importante característica da Produção
Enxuta. Estão relacionados com a idéia que a demanda de um processo puxa a
produção em um processo anterior, minimizando estoques de produtos intermediários
e o trabalho em andamento (work in process). Essa abordagem induz à produção
apenas dos itens necessários em cada estágio, nas quantidades necessárias e no
momento necessário.
Ao contrário de sistemas “Empurrar”, que trabalham com a idéia de renovação
de estoques, o sistema “Puxar” está alinhado com os princípios da Produção Enxuta.
O modelo mais conhecido de um sistema “Puxar” é o Just-in-Time (JIT). Neste item
há uma importante diferença entre a indústria automobilística – ambiente onde os
princípios da Produção Enxuta foram desenvolvidos – e a indústria de construção
naval. É normal que montadoras de automóveis trabalhem com estoques de produtos
finais, sendo que o importante é a minimização de estoques de produtos
intermediários ou de trabalho em processo.
A produção de um navio é “puxada” por um contrato, que respeita a restrição
física representada pela ocupação do berço de construção, ou seja, só se inicia a
edificação de um novo casco quando o anterior já fora lançado. Essa característica
praticamente elimina o excesso de produção e de estoques de produtos finais.
A busca ininterrupta pela perfeição é uma das principais características de um
sistema de produção “enxuto”. A motivação, mecanismos e as realizações dos
estaleiros japoneses em relação à busca pela perfeição somente são comparáveis ao
que se encontra na indústria automobilística.
Todos os princípios e métodos apresentados não são exclusivos da Produção
Enxuta. Possuem raízes na fabricação e gestão de operações, na engenharia industrial,
e no gerenciamento da qualidade, e também no bom senso.
54
As dificuldades de implementação dos conceitos, ferramentas e métodos
apresentados são conhecidas, sabendo-se que o reconhecimento e a determinação na
aplicação desses elementos de forma integrada e cuidadosa é que caracterizam
realmente a Produção Enxuta. De forma resumida, a aplicação de conceitos “enxutos”
pode ser caracterizada pelo foco na redução de estoques e de excesso de capacidade
de produção, utilizando-se das ferramentas apresentadas para, continuamente:
−
Minimizar os estoques de materiais e componentes, estoques de trabalho
em andamento (work in process), estoques de produtos acabados,
minimizando os custos com gerenciamento de materiais e outros custos
relacionados a estoques; e
−
Balancear a capacidade e melhorar os controles de processo e de
qualidade, minimizando os custos com capacidade ociosa e com capacidade
desperdiçada em retrabalhos.
Entretanto, é necessário que seja avaliado de forma cuidadosa o ambiente em
que reduções de estoques e de capacidade de produção em excesso serão
continuamente buscadas, pois ações para a implementação da Produção Enxuta
representam custos que nem sempre são compensados.
O que deve ser destacado é que o pré-requisito fundamental para a Produção
Enxuta é a redução de variações ao longo dos ciclos produtivos desenvolvidos em
determinada indústria. Essas variações podem ser representadas por variações da
demanda, do conteúdo de trabalho no produto final e em produtos intermediários, do
desempenho dos processos produtivos empregados e da disponibilidade de recursos
para a produção.
Na medida em que as variações são reduzidas, as capacidades dos processos
de produção podem ser balanceadas, o excesso de capacidade pode ser minimizado e
estoques de produtos intermediários podem ser reduzidos.
No entanto, há um limite na busca pela Produção Enxuta que, quando
ultrapassado, pode levar a aumentos nas interrupções do trabalho devido a falta de
materiais e componentes, resultando em diminuição da utilização da capacidade e
queda de produtividade. Portanto, mesmo em um ambiente produtivo com foco na
Produção Enxuta são permitidas variações reconhecidas como “não enxutas”,
relativas a estoques e excessos de capacidade. Tais variações têm o papel de absorver
variações inerentes ao sistema produtivo em questão, de modo a manter a
produtividade e minimizar a interrupção e o custo total da produção.
A redução da variação de produtos na construção naval passa pela
padronização de materiais, componentes e módulos. Quando a padronização não é
possível, os conceitos de Tecnologia de Grupo devem ser aplicados para que os
produtos intermediários, em diferentes níveis, possuam quantidades equivalentes de
trabalho. Dessa forma, o seqüenciamento e a programação são aprimorados de forma
a reduzir a variação da demanda por recursos específicos e o desempenho dos
processos produtivos é eqüalizado.
Na construção naval, mesmo fazendo o possível para aprimorar o desempenho
dos processos e reduzir as variações, a variação em características dos produtos
intermediários é bastante elevada. Além disso, a variação da demanda por recursos em
estações de trabalho também é elevada. Conclui-se, portanto, que a construção naval
55
possui variações inerentes que não devem ser desconsideradas quando se busca a
Produção Enxuta. O modelo a ser desenvolvido deve considerar tais variações e
definir de que forma e em qual extensão os princípios da Produção Enxuta devem ser
aplicados.
3.5. Sistemas ERP (Enterprise Resources Planning)
Na década de 1970 surgiu o sistema MRP (Material Requirements Planning –
Planejamento das Necessidades de Materiais), já como um exemplo de sistema de
administração da produção. O sistema MRP utiliza a lista de materiais (Bill of
Material – BOM), informações sobre os processos (nível de estoque, lead time, lotes
de reposição e fabricação de produtos) e a programação da produção (Master
Production Schedule – MPS) para calcular as necessidades de material (ZIJM, 2000).
O MRP se mostrou uma ferramenta importante no cálculo de necessidade de
materiais, todavia a lógica do MRP apresenta alguns problemas. As empresas
necessitam administrar um balanço entre as decisões de superestimar lead times,
manter nível de produção em excesso ou gerenciar nível de serviço a clientes. Além
disso, o MRP não indica quais os meios são necessários para dar suporte as decisões
de o que, e quando produzir (CORRÊA, GIANESI e CAON, 2001).
Era necessário um sistema de administração da produção que além de calcular
as necessidades de materiais, indicasse também as necessidades de outros recursos do
processo de manufatura. Surgiu, então, na década de 1980, o MRP II (Manufacturing
Resources Planning – Planejamento dos Recursos da Manufatura).
O MRP diferencia-se do MRP II pelo tipo de decisão de planejamento que o
sistema orienta. Enquanto o MRP orienta as decisões de o que, quanto e quando
produzir e comprar, o MRP II engloba também as decisões referentes a como
produzir, isto é, com que recursos produtivos.
Segundo CORRÊA, GIANESI e CAON (2001) o sistema MRP II é composto
de uma série de procedimentos de planejamento agrupados em funções, que estão
normalmente associadas a módulos de pacotes de software comerciais, desenvolvidos
para suportar esta filosofia de planejamento. Também há sistemas MRP II
desenvolvidos pelas próprias empresas. O MRP II é composto de cinco módulos
principais: Cadastro básico, SOP (Sales Operations Planning – Planejamento de
Operações de Vendas), MPS (Master Production Schedule – Planejamento Mestre da
Produção), MRP (Material Requirements Planning – Planejamento das Necessidades
de Materiais), SFC (Shop Floor Control – Controle do Chão de Fábrica), Compras, e
também uma função de apoio para gestão da demanda.
Não há dúvidas que os sistemas MRP provocaram uma grande mudança na
forma de gerir a produção nas indústrias de manufatura, principalmente as de grande
porte. Esse sucesso deve-se, entre outras coisas, à evolução dos recursos
computacionais, viabilizando a manipulação de um grande número de informações
requeridas pelos sistemas.
Por outro lado, os modernos sistemas MRP necessitam de muitos parâmetros a
serem fornecidos pelo usuário, tendo em vista o tamanho dos lotes a serem
produzidos, estoques de segurança, margens de segurança para lead-times, entre
outros, mas não fornecem ajuda para se estabelecer esses parâmetros. Além disso,
mesmo os sistemas MRP II não integram efetivamente o planejamento de material e o
planejamento da produção. Sistemas MRP não geram alternativas para programação
56
da produção no caso de alguns elementos ou recursos não estiverem disponíveis
conforme foi programado. Também são necessárias informações detalhadas e precisas
dos recursos, materiais e dos processos no momento da aceitação das encomendas.
Basicamente, os sistemas MRP operam de forma determinística, onde as incertezas
devem ser cobertas por margens de segurança nos lead-times. Dessa forma, existe a
tendência do inchamento de lead-times (ZIJM, 2000).
Após o surgimento do MRP II, com a rápida evolução da tecnologia de
informação, os sistemas de administração de produção evoluíram para sistemas de
gestão integrada, que tivessem a capacidade de gerenciar a informação num contexto
mais amplo, envolvendo toda a empresa. O ERP (Enterprise Resource Planning –
Planejamento de Recursos da Empresa) é uma evolução do sistema MRP II, pois se
trata de uma arquitetura em que a informação está disponível e circula por todas as
atividades da empresa tais como logística, manufatura, finanças e recursos humanos.
O ERP é um sistema integrado de gestão. Ele utiliza um banco de dados único,
operando em uma plataforma comum, interagindo com diversas aplicações e
integrando todas as operações em um só ambiente computacional.
A evolução dos sistemas MRP/MRP II até o ERP pode ser observada na
Figura 10. Nota-se que o MRP passou a ser um módulo do MRP II, em conjunto com
outros módulos e mecanismos de cálculo de capacidade. O MRP II, por sua vez,
passou a ser um módulo dos sistemas ERP, em conjunto com módulos financeiros,
recursos humanos entre outros.
O ERP corresponde a um sistema de informações integrado, que pode ser útil
para todos os departamentos da empresa. Os módulos do sistema ERP podem ser
capazes de interagir com outros sistemas já existentes na empresa, com grau de
dificuldade variável, e, dependendo do fabricante, o ERP pode ser alterado através de
programação.
Dentre as expectativas relacionadas à implantação de sistemas ERP, podem ser
citadas (SANTOS, 2003):
−
Disponibilização de informações coerentes e corretas que auxiliem em
decisões gerenciais;
−
Possibilidade de integração de todos os setores da organização através de
uma base de dados única e não redundante;
−
Diminuição dos esforços gerencias e operacionais na busca de soluções
para as diferenças nas interfaces de sistemas de informações que não
trocam informações entre si;
−
Transparência nos processos de planejamento;
−
Melhoria do desempenho operacional, o que reflete na competitividade da
empresa.
57
Fonte: Corrêa, Gianesi e Caon, 2001
Figura 10 – Estrutura Conceitual dos Sistemas ERP
A introdução de um sistema ERP em uma organização demanda tempo e
treinamento, de maneira que sua implantação não é trivial. Muitas empresas
fracassaram na implantação do ERP, principalmente no início da década de 1990, por
não avaliarem esses aspectos adequadamente, ou até mesmo por tentarem um
processo rápido de implantação. (CORRÊA, GIANESI e CAON, 2001;
MOGENSEN, 1999).
Dentre os problemas relacionados à introdução de sistemas ERP podem ser
apontados:
−
Diferentes linguagens adotadas pelos fornecedores de software;
−
A compra de um pacote ERP pode representar um alto investimento na
empresa, assim é necessário uma avaliação adequada dos custos e
benefícios relacionados à adoção de sistemas ERP;
−
Dificuldade de gerenciamento das interfaces entre o sistema ERP e outros
sistemas já implantados na empresa; a rotina de tradução de dados de um
sistema já estabelecido MRP II, por exemplo, para o módulo de produção
do ERP é muito complexa;
−
Não existe uma solução padrão; em cada empresa onde o sistema for
implantado, apesar da solução padrão do software, é necessária uma
adaptação da empresa ao software ou vice-versa.
Atualmente, embora existam diferenças de nomenclatura, os sistemas ERP
mais avançados possuem módulos integrados que abrangem o seguinte escopo
(CORRÊA, GIANESI e CAON, 2001):
−
Módulos relacionados a operações e Supply Chain Management:
Previsões/Análise de Vendas (Forecasting/Sales Analysis), Lista de
Materiais (BOM – Bill of Material), Planejamento Mestre da Produção
(MPS – Master Production Scheduling), Capacidade Aproximada (RCCP –
58
Rough-Cut Capacity Planning), Planejamento de Materiais (MRP -
Material Requirements Planning), Planejamento Detalhado de Capacidade
(CRP – Capacity Requirements Planning), Compras (Purchasing),
Controle de Fabricação (SFC – Shop Floor Control), Controle de Estoques
(Inventory), Engenharia (Engineering), Distribuição Física (DRP –
Distribution Requirements Planning), Gerenciamento de Transporte (TM –
Transport Management), Gerenciamento de Projetos (Project
Management), Apoio à Produção Repetitiva, Apoio à Gestão da Produção
em Processos, Apoio à Programação com Capacidade Finita de Produção
Discreta, Configuração de Produtos, Manutenção.
−
Módulos relacionados à Gestão Financeira/ Contábil/ Fiscal: Contabilidade
Geral, Custos, Contas a pagar, Contas a Receber, Faturamento,
Recebimento Fiscal, Gestão de Caixa, Gestão de Ativos, Gestão de
Pedidos, Definição e Gestão dos Processos de Negócio (Work Flow).
−
Módulos relacionados à Gestão de Recursos Humanos: Pessoal
(Personnel), Folha de Pagamento (Payroll).
Como a abrangência dos sistemas ERP supera em muita a dos sistemas MRP
II, muitas vezes as empresas optam por iniciar a implantação do ERP pelos módulos
administrativo-financeiros, postergando a implantação dos módulos de manufatura.
Fornecedores de Sistemas ERP
A implantação dos sistemas ERP ocorreu de forma acelerada no início da
década de 1990, sendo exclusividade das empresas de grande porte tendo em vista o
alto investimento necessário. Posteriormente, os fornecedores vislumbraram o
mercado de empresas de pequeno e médio porte, e ofereceram alternativas com preços
mais acessíveis.
No Brasil a maioria das soluções ERP mais robustas pertencem a fornecedores
estrangeiros, e necessitam passar por um grande esforço de adaptação dos módulos
originais às particularidades do país (chamado processo de tropicalização).
Em muitas situações os usuários preferem adotar alguns módulos do ERP e
manter outros sistemas, já adaptados às suas necessidades. O custo desta alternativa é
evidentemente a necessidade de gerenciar interfaces entre dois sistemas – aqueles em
uso e o novo ERP. Nem sempre esse processo é simples, pois pode requerer rotinas de
tradução de dados que podem ser mais ou menos complexas, dependendo do nível de
incompatibilidade dos sistemas envolvidos.
A SAP e a Oracle são as principais fabricantes de sistemas MRP II e ERP. A
Oracle adquiriu a PeopleSoft que por sua vez já havia adquirido a JD Edwards,
fabricantes de sistemas ERP também bastante populares. No Brasil, Logocenter e
Microsiga, que dispõem de sistemas ERP voltados principalmente para pequenas e
média empresas, associaram-se recentemente, dando origem ao maior fabricante de
software empresarial da América Latina.
Também existem alguns sistemas ERP específicos para o setor marítimo: o
MARS da Logimatic e o Marine ERP Suíte da Multiplus.
Os principais sistemas ERP disponíveis no mercado encontram-se na Tabela 3.
59
Tabela 3 – Principais Fornecedores de Pacotes MRP II e ERP
Produto Fornecedor Sede Sítio
SAP/R3 (MRP II/ ERP) SAP AG Walldorf/ Alemanha www.sap.com
Oracle Manufacturing (MRP
II/ ERP
Oracle
Corporation
Califórnia/ EUA www.oracle.com
BAAN4 (MRP II / ERP) SSA Global Chicago/ EUA www.ssaglobal.com
SSA SSA Global Chicago/ EUA www.ssaglobal.com
PeopleSoft ERP
Oracle’s
PeopleSoft
Enterprise
applications
Califórnia/ EUA
www.peoplesoft.com/corp/en/public_in
dex.jsp
J D Edward ERP
Oracles’s JD
Edwards
EnterpriseOne
Califórnia/ EUA
www.oracle.com/applications/jdedward
s-enterprise-one.html
Sistemas ERP na Construção Naval
Hoje em dia grande parte das indústrias de manufatura busca substituir os seus
sistemas de administração da produção domésticos por sistemas integrados
generalistas, como é o caso dos sistemas ERP. No entanto, essa prática está em
oposição ao que está sendo feito no ambiente da construção naval. Os estaleiros
buscam abordagens híbridas e desenvolvem sistemas próprios, específicos para
atendimento de suas necessidades, principalmente com relação a melhor adequação
aos seus perfis de produção e de organização da produção. Os sistemas híbridos
podem reunir características dos três tipos de Sistemas de Administração da Produção
abordados nessa seção (Produção Enxuta, ERP e Gestão de Projetos), reunindo
inclusive módulos de sistemas comerciais integrados em um sistema mais abrangente.
Conforme já foi mencionado anteriormente, os sistemas ERP passaram por um
crescimento explosivo nos últimos anos, inclusive com a sua adoção por pequenas e
médias empresas. Alguns estaleiros também instalaram módulos ERP como é o caso
do Fincantieri na Itália, Howaldtswerke-Deutsche Werft AG na Alemanha e o
Newport News nos Estados Unidos, que adotaram o sistema desenvolvido pela SAP.
Entretanto problemas associados à implantação de sistemas ERP na construção naval
podem ser citados (MOGENSEN, 1999):
−
Módulos relacionados à Gestão de Recursos Humanos: Pessoal
(Personnel), Folha de Pagamento (Payroll);
−
Muitos sistemas ERP baseiam-se em sistemas MRP II, que foram
desenvolvidos para indústrias de manufatura de produção em série;
−
Fundamentalmente os sistemas ERP não foram desenvolvidos para
indústria de um produto único, isto é, uma indústria associada a um projeto.
A estrutura dos sistemas ERP necessita de grandes adaptações para ser
utilizada pela indústria de construção naval;
−
Os sistemas de informação ERP tradicionais pressupõem manipulação de
um considerável volume de informações antes que algum resultado possa
60
ser obtido. Essa perspectiva é contraditória em relação ao processo de
produção na construção naval, que se caracteriza por um processo
interativo entre o projeto, aquisição de materiais e produção;
−
Normalmente, os sistemas ERP têm grande preocupação com a geração de
pedidos de compra, gerenciamento do estoque e produção de itens
padronizados. Essas funções nos sistemas ERP freqüentemente geram
muitas atividades, que do ponto de vista estratégico da construção naval,
são de menor relevância.
Muitos fabricantes de pacotes voltados para a administração da produção, isto
é, sistemas MRP/MRP II e ERP, oferecem soluções específicas para determinados
segmentos industriais como o automotivo, químico, farmacêutico, siderurgia, óleo e
gás. Entretanto, soluções específicas para construção naval são difíceis de se
encontrar no mercado (ERRAGUNTLA et al., 2003).
Uma empresa que se dedicou ao desenvolvimento de sistemas de
administração da produção voltados para a construção naval é a Logimatic da
Dinamarca. Esse fabricante atualmente dispõe de um sistema integrado MARS, que
abrange produção, gerenciamento de materiais, programação e procedimentos para
concorrências. Os sistemas desenvolvidos pela Logimatic estão instalados em mais de
50 estaleiros em todo o mundo e o MARS foi adquirido por vários estaleiros classe
mundial. Uma das razões para esse sucesso deve-se a origem da empresa, a Logimatic
é oriunda do setor marítimo, e da estreita cooperação com os estaleiros no
desenvolvimento dos seus sistemas.
Tendo em vista a sua aplicação na construção naval, o MARS não utiliza uma
abordagem típica dos sistemas ERP, buscando soluções de tecnologia de informação
mais adequadas para as principais operações relacionadas à construção naval:
CAD/CAM, gerenciamento de materiais e da produção, gerência de projeto, controle
financeiro e recursos humanos (MOGENSEN, 1999).
3.6. Gerenciamento de Projetos
Nos últimos anos as ferramentas, os métodos e as técnicas relacionados ao
gerenciamento de projetos têm recebido atenção crescente. O trabalho de
consolidação desses elementos, realizado por instituições que também têm como
objetivo a disseminação da cultura do gerenciamento de projetos, têm sido muito bem
sucedido. Dentre as instituições ligadas ao gerenciamento de projetos, destaca-se o
Project Management Institute - PMI, que edita periodicamente o Guia do Conjunto de
Conhecimentos do Gerenciamento de Projetos (Project Management Institute Body of
Knowledge – PMIBOK
©
Guide).
O PMIBOK apresenta de forma bastante abrangente as técnicas e ferramentas
utilizadas e consagradas pela prática do gerenciamento de projetos. A utilização
dessas técnicas e ferramentas garante que o projeto está sendo gerenciado de acordo
com as melhores práticas estabelecidas pelo PMI.
A metodologia PMI é composta de trinta e nove processos de gerenciamento
de projetos distribuídos em uma estrutura matricial que relaciona áreas de
conhecimento e grupos de processos, conforme apresentado na Tabela 4. Para cada
processo de gerenciamento de projetos são descritos quais são os dados necessários,
as ferramentas e técnicas empregadas e o resultados obtidos.
61
O conjunto completo dessas informações permite que o projeto seja
gerenciado conforme a metodologia estabelecida no PMIBOK. As áreas de
conhecimento do PMIBOK são as seguintes:
−
Gerenciamento de Integração
−
Gerenciamento do Escopo
−
Gerenciamento de Tempo
−
Gerenciamento de Custos
−
Gerenciamento de Qualidade
−
Gerenciamento de Recursos Humanos
−
Gerenciamento das Comunicações
−
Gerenciamento de Riscos
−
Gerenciamento das Aquisições
Os grupos de processos do PMIBOK são os seguintes:
−
Iniciação
−
Planejamento
−
Execução
−
Controle
−
Encerramento
Os softwares normalmente utilizados pelos estaleiros para o planejamento e
programação de projetos são o Microsoft Project, o Primavera e o Artemis. Também
são largamente utilizadas planilhas eletrônicas como o Microsoft Excel para o
desenvolvimento dessas funções.
As áreas de gerenciamento de projetos que tradicionalmente são consideradas
na construção naval, de acordo com a metodologia PMI, são o gerenciamento de custo
e o gerenciamento de tempo.
As técnicas mais freqüentemente utilizadas para o gerenciamento do tempo em
estaleiros são o PERT/CPM (Program Evaluation and Review Technique/Critical
Path Method) e o Gráfico de Gantt.
A necessidade de identificação de atividades independentes e de relações de
precedência entre as várias atividades na construção de um navio torna imprescindível
a utilização de técnicas de elaboração de redes de atividades. As redes de atividades
estabelecem, portanto, a seqüência e a dependência entre várias atividades,
caracterizando-se como ferramentas de programação de atividades.
62
Tabela 4 – Mapeamento de processos de gerenciamento de projetos
Grupos de processos
Áreas de conhecimento
Iniciação Planejamento Execução Controle Encerramento
Gerenciamento de
Integração do Projeto
Elaboração do
plano do
projeto
Execução do
plano do
projeto
Controle
integrado de
alterações
Gerenciamento do Escopo
do Projeto
Iniciação
Planejamento
do escopo
Definição do
escopo
Verificação do
escopo
Controle de
alterações do
escopo
Gerenciamento de Tempo do
Projeto
Definição das
atividades
Seqüenciament
o das
atividades
Estimativa de
duração das
atividades
Elaboração do
cronograma
Controle do
cronograma
Gerenciamento de Custos do
Projeto
Planejamento
dos recursos
Estimativas de
custos
Orçamento de
custos
Controle de
custos
Gerenciamento de
Qualidade do Projeto
Planejamento
da qualidade
Garantia de
qualidade
Controle de
qualidade
Gerenciamento de Recursos
Humanos do Projeto
Planejamento
organizacional
Formação da
equipe
Desenvolvime
nto da equipe
Gerenciamento das
Comunicações do Projeto
Planejamento
das
comunicações
Distribuição de
informações
Relatório de
desempenho
Encerramento
administrativo
Gerenciamento de Riscos do
Projeto
Planejamento
do
gerenciamento
de riscos
Identificação
de riscos
Análise
qualitativa de
riscos
Análise
quantitativa de
riscos
Planejamento
de respostas a
riscos
Monitoração e
controle de
riscos
Gerenciamento das
Aquisições do Projeto
Planejamento
das aquisições
Planejamento
da solicitação
Solicitação
Seleção das
fontes
Administração
do contrato
Encerramento
do contrato
Fonte: PMI (2000)
A técnica comumente conhecida como PERT/CPM se baseia, essencialmente,
nas redes de atividades. Na verdade são duas técnicas diferentes, mas que por força da
prática são referidas como uma única técnica. KERZNER (2003) comenta que,
embora ambas as técnicas se baseiem redes de atividades e possuam a mesma
nomenclatura, há as seguintes diferenças:
63
−
PERT utiliza três estimativas de duração para as atividades (otimista, mais
provável e pessimista) para estimar a duração esperada, o CPM usa apenas uma
estimativa;
−
PERT é uma técnica de natureza estocástica, que utiliza distribuições de
probabilidade para definir as durações das atividades permitindo que riscos de
conclusão do projeto sejam estimados, o CPM é de natureza determinística e se
baseia em uma única estimativa;
−
PERT é utilizado para projetos onde os riscos envolvidos no cálculo das
durações apresentam grande variação, o CPM é utilizado em projetos que
possuem estimativas precisas de tempo;
−
PERT é utilizado em projetos onde o percentual de conclusão é impossível de
ser calculado, não ser em milestones bem definidas, o CPM é utilizado em
projetos onde é possível calcular o percentual de conclusão com razoável
precisão.
As redes de atividades são formadas por eventos, representados por nós, e
atividades, representadas por flechas. Os eventos representam o início ou o fim de
uma atividade e não representam a passagem do tempo. As atividades representam o
desempenho do trabalho com as respectivas durações.
A principal crítica em relação a técnicas de gerenciamento de atividades
através de redes se refere ao custo e ao tempo necessários para a manutenção das
redes. A dinâmica da disponibilidade de recursos encontrada em um estaleiro força a
atualização constante das redes para que o seu uso seja efetivo, o que representa um
esforço considerável para o departamento de planejamento do estaleiro.
O gráfico de Gantt, também conhecido como gráfico de barras, é uma técnica
simples de representação gráfica onde atividades são distribuídas pelo tempo ou pelo
valor. É uma ferramenta reconhecida pela sua simplicidade e utilidade, pois é
facilmente entendida e modificada para acomodar alterações do projeto. Pode ser
utilizada em vários níveis de detalhamento das atividades e pode ou não representar
também as relações entre atividades. É muito útil para a representação de atividades
na construção naval, principalmente para visualizar e controlar as atividades em níveis
mais agregados de detalhamento. Também é importante pela simplicidade de
entendimento, já que muitas pessoas podem facilmente compreender a seqüência e as
relações entre atividades representadas através do gráfico Gantt, mas têm problemas
para compreender a representação através de redes de atividades.
A representação do cronograma mestre de edificação através de um gráfico de
Gantt, como se observa na Figura 11, é muito utilizada, permitindo que a
superposição na utilização de recursos críticos seja visualizada de forma mais clara.
64
Fonte: STORCH et alii (1995)
Figura 11 – Cronograma mestre da produção
Para controle de custo e cronograma a técnica conhecida como Gerenciamento
do Valor Adquirido (Earned Value Management – EVM) também tem sido utilizada
por estaleiros. O EVM será comentado em mais detalhes na seção dedicada ao
Controle da Produção.
Outras ferramentas importantes que também fazem parte do conjunto de
técnicas de Gerenciamento de Projetos têm sido utilizadas em estaleiros, como, por
exemplo, as relacionadas com as áreas de conhecimento de Gerenciamento de
Qualidade, Gerenciamento de Riscos e Gerenciamento das Aquisições.
Gerenciamento de tempo, de custo e de risco são as áreas onde se observa o
maior desenvolvimento de tecnologias baseadas em técnicas quantitativas. Os
procedimentos empregados nos estaleiros mais avançados incorporam, além de
métodos estatísticos e de pesquisa operacional, ferramentas de simulação e
inteligência artificial.
3.7. Sistemas híbridos
Foram apresentados acima três das principais abordagens para a administração
da produção, a Produção Enxuta, o ERP e a Gestão de Projetos. Nenhum dos
sistemas, ou filosofias, apresentados são capazes de resolver, de forma isolada, todos
os problemas de uma organização industrial. Cada sistema tem suas características,
vantagens e desvantagens, que são em maior ou menor grau mais adequadas para cada
tipo de indústria.
As atividades industriais também têm características específicas, como, por
exemplo, o perfil da demanda e o perfil do produto, que definem o modelo de
organização dos processos de produção e também a forma como são administrados.
Portanto, a utilização de uma abordagem híbrida que aproveite os elementos de cada
sistema apresentado da melhor forma possível, de forma integrada e flexível, é em
muitos casos a solução para se ter um sistema de administração eficiente.
A abordagem do gerenciamento com o foco na gestão de operações e na
administração da produção é similar à encontrada nas indústrias de manufatura. É
fundamentalmente diferente da abordagem encontrada na indústria de construção,
65
baseada do gerenciamento de projetos individuais que possuem recursos de produção
próprios e em grande parte não compartilhados.
A construção naval, que se situa entre a indústria de construção, com produtos
únicos, complexos e especializados; e a indústria de manufatura, com produtos
padronizados, demanda sistemas de gestão específicos, como ilustrado na Figura 12,
incorporando ferramentas de gestão de projetos e também de gestão da produção. Os
estaleiros que usam sistemas de gestão no estado da arte desenvolvem sistemas
híbridos que consideram as características específicas dos seus sistemas de produção.
Muitos dos estaleiros que têm adotado práticas de organização da produção
voltadas para a Tecnologia de Grupo e a Produção Enxuta, também têm utilizado
ferramentas de gerenciamento de operações, como o Planejamento Agregado da
Produção, em conjunto com técnicas e ferramentas encontradas na disciplina de
gerenciamento de projetos.
Alguns sistemas de gestão de projeto e programação da produção suportam
técnicas e ferramentas de gerenciamento de projetos que foram modificadas de forma
a acomodar a abordagem agregada da produção na construção naval. Dessa forma,
permitem o gerenciamento de múltiplos projetos, o compartilhamento dos recursos de
produção entre múltiplos projetos, e a geração de programações que considerem todas
as atividades do estaleiro independentemente do contrato ou do projeto.
Figura 12 – Tipos de Indústrias x Sistemas de Administração da Produção
O acompanhamento físico-financeiro de um projeto, através da ligação entre
os eventos principais e o fluxo de caixa de um determinado projeto, ainda merece
atenção especial como ferramenta indispensável para a comunicação entre o estaleiro
e stakeholders do projeto (armadores, órgãos de governo, instituições seguradoras ou
financeiras, etc).
Entretanto, em estaleiros cujo perfil de produção se caracteriza pela
padronização de produtos intermediários, pelas Células de Manufatura, e pela
utilização de conceitos de Tecnologia de Grupo e de Produção Enxuta, o
gerenciamento de projetos individuais tem recebido importância secundária como
ferramenta de gestão da produção do estaleiro.
Em estaleiros com esse perfil, a gestão de projetos únicos tem se modificado
de modo a incorporar a capacitação para o gerenciamento de múltiplos projetos,
incluindo o planejamento da utilização da capacidade e de balanceamento da força de
trabalho que considerem essa abordagem.
66
Como comentado anteriormente, o Planejamento Agregado da Produção tem
sido utilizado junto com as ferramentas de gerenciamento de projetos para auxiliar no
estabelecimento de estratégias de estoques e capacidade no processo de planejamento
de médio prazo.
As ações de médio prazo com foco em planos de produção são geralmente
definidas com o apoio dos resultados do planejamento agregado, que orientam
decisões sobre contratação e demissão de funcionários, subcontratação, estoques,
utilidades, modificações de instalações e contratos de fornecimento de materiais.
Dessa forma, pode-se incorporar a análise da variação de custos e níveis de
produtividade, de recursos de produção ou subcontratação, do custo do atraso, do
impacto de diferentes tipos de políticas de estoques, além de inúmeros outros fatores.
O planejamento agregado permite que as instalações sejam carregadas de
forma a minimizar a sobrecarga e a subcarga, nivelando a carga de trabalho e
reduzindo os custos de produção. Através dessa ferramenta, também é possível
trabalhar com um plano para suportar mudanças na capacidade de produção de modo
a atender a variações na demanda, resultando em capacidade de produção alinhada
com a expectativa de demanda agregada.
O planejamento agregado é normalmente realizado com base na previsão da
demanda agregada para um período de tempo, nas capacidades do sistema de
produção e nas fontes de capacidade de médio prazo (trabalho em horas normais e em
horas extras, estoques e subcontratação).
Alguns estaleiros têm utilizado sistemas do tipo MRP/MRPII/ERP, adotando a
perspectiva de gestão agregada dos recursos com o foco em produtos intermediários, e
não em atividades. Alguns estaleiros também têm realizado tentativas de integrar as
duas abordagens citadas, ou seja, a gestão de operações e o gerenciamento de
projetos.
Entretanto, é necessária alguma prudência ao se utilizar sistemas comerciais de
administração da produção MRP/MRP II no controle de manufatura de produtos
extremamente complexos como é o caso de um navio (SPICKNALL, 2004). Alguns
sistemas MRP/MRP II podem apresentar limitações para trabalhar com uma
quantidade muito grande de componentes, como é o caso de um navio.
Esses sistemas também assumem uma estrutura de produto tipicamente
hierárquica, mas a estrutura de produto de um navio não é puramente hierárquica,
conforme pode-se observar na Figura 13. Por exemplo, pode haver muitas relações na
estrutura do produto entre os blocos e o trabalho de outfitting realizado a bordo, isto é,
uma única zona de outfitting a bordo pode ser composta por diversos blocos, bem
como a edificação de um único bloco pode gerar diversas zonas de outfitting.
De forma semelhante, também podem existir muitas relações na estrutura do
produto entre zonas de outfitting a bordo e os sistemas do navio, isto é, uma única
zona de outfitting pode abranger partes de vários sistemas do navio, e um único
sistema pode passar por várias zonas de outffiting do navio.
Muitos estaleiros desenvolveram seus próprios sistemas de planejamento uma
vez que os sistemas comerciais não se adequavam as suas necessidades. Vários
estaleiros japoneses e coreanos, e alguns europeus (Odense Steel Shipyard) e norte-
americanos (Ingalls) desenvolveram seus próprios sistemas de planejamento. Alguns
sistemas CAD/CAM desenvolvidos para construção naval apresentam módulos de
planejamento que são integrados com o modelo do produto e proporcionam meios
67
para planejar atividades de estruturas e outfitting na etapa de edificação dos blocos.
Muitos estaleiros utilizam esses pacotes como parte dos seus sistemas de
planejamento.
Outros estaleiros, conforme já foi mencionado anteriormente, utilizam
simplesmente sistemas comerciais de gerenciamento de projetos ou mesmo planilhas
eletrônicas como base de seus sistemas de planejamento.
Fonte: Spicknall, 2004
Figura 13 – Relações entre os Diversos Níveis da Estrutura de Produto do Navio
3.8. Planejamento, programação e controle da produção
3.8.1. Planejamento da Produção
O planejamento orientado para a capacidade de longo prazo, também
caracterizado como planejamento estratégico, tem como objetivos principais o
desenvolvimento das instalações e equipamentos, grandes fornecedores e processos de
produção.
Já o Planejamento da Produção ocorre nos níveis tático e operacional. No caso
específico da construção naval, a definição da seqüência programada para a
montagem dos blocos é um exemplo de uma função do nível tático. Já a definição das
seqüências de fabricação de peças e componentes, de submontagens e montagens, o
planejamento do outfitting, da pré-edificação e da edificação são funções do nível
operacional.
Para o planejamento no nível tático são utilizados os produtos intermediários de
alto nível, como grandes blocos, blocos, unidades de outfitting, zonas de outfitting a
bordo e sistemas da embarcação. No planejamento operacional são considerados
todos os produtos intermediários, com a definição dos pacotes de trabalho e a
consideração dos recursos específicos necessários para a execução de cada um.
O Planejamento da Produção também envolve atividades ligadas à Engenharia
de Produção, ou Industrial, como, por exemplo, as funções de análise dos processos
de construção naval, juntamente com a definição dos tempos e dos esforços
necessários para cada atividade, considerando as características do estaleiro
relacionadas com a infra-estrutura, a produção anual e os tipos mais comuns de
embarcações construídas. A Figura 14 mostra um exemplo da análise de processos
para a montagem de um bloco plano de um navio.
68
Entre as principais atividades de planejamento no estaleiro se destacam o
planejamento básico da construção do casco, o planejamento detalhado da produção e
as estimativas de conteúdo de trabalho. Essas três atividades serão brevemente
descritas a seguir.
Figura 14 – Análise de processos de construção de um bloco
O planejamento básico da construção do casco, por se tratar da base sobre a
qual outros planos serão desenvolvidos, recebe normalmente grande atenção da
equipe de planejadores. As programações da construção do casco e das linhas de
processamento estão fortemente relacionadas com o planejamento da construção do
casco.
A definição dos blocos é estabelecida de forma coordenada com as
necessidades de instalação de outfitting e de pintura. Atividades de outfitting e pintura
que não podem ser realizadas em unidades, e que precisam ser realizadas no bloco ou
a bordo da embarcação, implicam em alterações no projeto do bloco para que sejam
facilitadas. No entanto, é a seqüência de montagem dos blocos e da edificação que
definem, fundamentalmente o planejamento do outfitting e da pintura. O aumento da
eficiência na construção de blocos passa pela padronização de produtos
intermediários, como já foi comentado.
O planejamento das atividades de montagem de blocos e edificação ganha,
com a padronização dos produtos intermediários, velocidade, precisão e maior
consistência de dados da produção. Como conseqüência, há uma sensível melhora da
produtividade no planejamento da produção e no desenvolvimento de produtos
intermediários que sejam adequados à infra-estrutura, equipamentos e processos
disponíveis.
O planejamento detalhado da produção, referente a cada produto
intermediário, no nível do chão de fábrica, tem fundamental importância para a
definição de todas as operações diárias ou de curto prazo em um estaleiro. Cada área
do estaleiro relacionada a atividades de construção do casco (projeto, controle
dimensional, fabricação de peças e componentes, submontagem, montagem de blocos,
69
edificação) é responsável pelo planejamento e desenvolvimento de seus processos,
incluindo o seqüênciamento das atividades, a programação, os recursos necessários, o
controle de materiais, o controle dimensional, etc, para a produção de cada produto
intermediário.
O planejamento da fabricação de peças e componentes é derivado dos planos
estabelecidos para a edificação, a montagem de blocos e as submontagens. No
planejamento das linhas de fabricação de partes, deve ser considerado que partes com
conteúdo de trabalho diferentes devem estar prontas ao mesmo tempo para o início de
uma submontagem, por exemplo. Portanto, para que sejam estabelecidos fluxos
uniformes de trabalho nessas linhas de processamento, são separadas as pequenas
peças com grande quantidade de trabalho referente a cortes complexos e chanfros, por
exemplo, de peças que compõem o fluxo principal com conteúdos de trabalho
similares.
A separação de submontagens de montagens de blocos se deve ao fato de que
tais atividades possuem, claramente, diferentes níveis de trabalho, inviabilizando o
estabelecimento de fluxos. Separando as submontagens, é possível trabalhar com
taxas constantes de avanço do trabalho nas seqüências de atividades, ideais para o
nivelamento da carga de trabalho. Como diferentes submontagens são requeridas em
quantidades variadas, com a adoção da Tecnologia de Grupo é possível estabelecer
linhas de produção específicas para determinadas categorias de submontagem.
O último processo antes da edificação é a montagem de blocos. Os blocos são
montados a partir do recebimento de peças e submontagens no local determinado para
a montagem. Normalmente são organizadas linhas de processamento de painéis
planos e de painéis curvos, sendo que linhas específicas também podem ser
estabelecidas para blocos com quantidades de trabalho com variações muito grandes,
como, por exemplo, blocos de proa e popa e da praça de máquinas.
O Planejamento da Produção no estado da arte se dá através do
desenvolvimento de um Master Planning, que programa globalmente todas as
atividades de pré-produção e produção de um navio. O Master Planning é parte
integrante de um sistema computadorizado integrado de planejamento, que viabiliza a
interação contínua dos níveis de planejamento estratégico, tático e detalhado. Possui
orientação a sistemas, zonas e departamentos, mas nos níveis mais baixos de
planejamento é orientado a produtos. No entanto, a estrutura do Master Planning
permite a rastreabilidade das atividades desde a produção orientada a produtos
intermediários até os níveis de planejamento orientados a sistemas. Os dados de
alocação de recursos e desempenho de células de produção/workstations estão
disponíveis on-line. O Master Planning nunca (ou raramente) é alterado durante o
projeto servindo de referência para monitoração dos contratos.
3.8.2. Programação da Produção
Enquanto o planejamento está voltado, principalmente, para as atividades e
recursos necessários, a programação estabelece tempos para a utilização dos recursos
alocados às atividades no planejamento. A programação (scheduling) consiste
basicamente na determinação de quando as atividades devem ser realizadas.
A Figura 15 mostra uma representação hierárquica dos principais elementos na
programação da produção na construção naval.
70
A programação dos eventos principais é o programa básico para as operações
referentes a um determinado projeto, e pode chegar a ter cerca de 30 eventos, como o
início e término do processamento de aço, início e término de montagens estruturais,
batimento de quilha, lançamento, início e término da instalação do motor principal,
etc. No nível hierárquico abaixo da programação dos eventos principais, encontram-se
as programações da edificação e da montagem de blocos.
A programação para a montagem de blocos estabelece quando e onde serão
montados e serve como base para a programação do outfitting nos blocos. A
programação da edificação, exemplificada na Figura 16, estabelece quando os blocos
e as unidades de outfitting serão unidos no dique/carreira e é a base para a
programação do outfitting a bordo.
Esses programas formam a base para a programação mais detalhada, seja de
um grupo de atividades em particular, como casco, máquinas, superestrutura e
fabricação de peças e componentes, ou em relação ao tempo, como cronogramas
mensais e semanais de atividades.
Figura 15 – Programação de atividades na construção naval
Quatro dos principais elementos da programação na construção naval
merecem destaque dentro do escopo deste trabalho e serão brevemente comentados a
seguir: (a) o cronograma mestre da produção, (b) o cronograma detalhado da
edificação, (c) o cronograma mestre de montagem, e (d) a programação detalhada da
produção.
A programação básica das operações no estaleiro é iniciada através do
cronograma mestre de produção. O Cronograma Mestre da Produção é normalmente
apresentado através de um gráfico de Gantt, onde são apresentadas as datas e as
71
durações programadas para as atividades de projeto (projeto básico, projeto funcional,
detalhamento estrutural e detalhamento de outfitting), de construção do casco
(processamento do aço, montagem de blocos e edificação), e de outfitting (fabricação,
montagem de unidades, outfitting no bloco e outfitting a bordo e testes).
O cronograma mestre também é utilizado para acomodar as principais etapas
de construção no caso da construção simultânea de vários navios, permitindo a análise
de sobrecargas em recursos críticos, como, por exemplo, o berço de construção e as
áreas de montagem de blocos.
A partir do Cronograma Mestre, que é basicamente um cronograma integrador
dadas as características de agregação das atividades consideradas, deriva-se uma série
de outros cronogramas operacionais (cronogramas mestres de edificação, outfitting e
pintura) programando a produção em todos os níveis organizacionais do estaleiro,
como, por exemplo, em departamentos, seções, grupos ou estações de trabalho.
O cronograma mestre de edificação pode ser apresentado como na Figura 16,
onde são ilustradas as zonas do navio, o posicionamento dos blocos em relação ao
casco, a seqüência e a programação para a edificação. No entanto, perde-se a
capacidade de análise da construção simultânea e das possíveis sobrecargas de
atividades em determinados recursos críticos. Portanto, também é muito utilizada a
representação do cronograma mestre de edificação através de um gráfico de Gantt,
permitindo que a superposição na utilização de recursos críticos seja visualizada de
forma mais clara.
Alguns estaleiros utilizam sistemas próprios desenvolvidos que apresentam,
junto com os cronogramas operacionais, um gráfico que indica a utilização da
capacidade de determinados recursos ou processos críticos. A utilização é associada a
uma atividade do cronograma e, logo abaixo da barra correspondente à atividade no
gráfico de Gantt, é colocada uma barra vertical que indica a utilização da capacidade.
Dessa forma, por exemplo, em um cronograma de montagem de blocos, a utilização
da capacidade é indicada para cada período considerando todos os blocos em
montagem naquele período. É uma ferramenta útil para programar as atividades com
o foco na utilização da capacidade, facilitando a visualização e permitindo que as
atividades ou as capacidades sejam modificadas de forma a maximizar a utilização
dos recursos disponíveis.
O cronograma detalhado de edificação é elaborado a partir do cronograma
mestre da edificação, incluindo as seguintes informações:
−
O tempo mais curto de edificação;
−
A seqüência de edificação mais favorável para o alinhamento;
−
As durações necessárias para o alinhamento e a união de blocos na edificação,
para a mudança de unidades de trabalho, e remoção de andaimes;
−
As datas para a edificação de cada bloco;
−
As necessidades diárias de mão-de-obra de montagem e soldagem
A partir das informações contidas no cronograma detalhado da edificação é,
então, elaborado o cronograma mestre de montagem, que antecede a programação
detalhada das atividades no nível do chão de fábrica. Além do cronograma detalhado
da edificação também são utilizados para a elaboração do cronograma mestre de
72
montagem o cronograma mestre da produção, a programação básica das atividades e o
cronograma mestre do projeto.
Figura 16 – Seqüenciamento e Programação da edificação
O desenvolvimento do cronograma mestre de montagem envolve o
nivelamento da carga de trabalho, considerando todas as outras atividades de
montagem no estaleiro. Nesse cronograma são mostrados os tempos de montagem de
cada bloco para cada navio em construção e para cada categoria de processos (por
exemplo, montagens de blocos planos e blocos curvos). O cronograma mestre de
montagem é também o cronograma mestre para as atividades de submontagem,
fabricação de partes, requisição de materiais e detalhamento do projeto.
73
O cronograma mestre de montagem juntamente com os cronogramas mestres
de montagem de unidades de outfitting e as necessidades de tempo para o outfitting no
bloco, dão origem a um cronograma integrado para a produção. Esse cronograma
integrado para a produção passa por ajustes, referentes à coordenação no chão de
fábrica, para se tornar o cronograma detalhado da produção no nível do chão de
fábrica.
A programação detalhada da produção é elaborada, principalmente, para as
áreas do estaleiro envolvidas com a construção do casco. Dessa forma, são
estabelecidos cronogramas e programas de produção para a oficina de fabricação de
partes e para as áreas de submontagem, de montagem de blocos e de edificação.
A programação na oficina de fabricação de partes é baseada nos cronogramas
mestres de edificação e de montagem. Cada linha de processamento definida na área
de fabricação de partes (partes planas, partes conformadas, partes com formas
complexas) tem datas de início de atividades diferentes, uma vez que as taxas de
produção são diferentes e que as partes devem ficar prontas ao mesmo tempo, de
modo a evitar estoques de produtos intermediários. Portanto, peças que requerem
maior tempo de processamento, por exemplo, peças que precisam de marcação e corte
específicos para a conformação em relação ao corte e marcação de peças planas, são
programadas para ter sua produção antecipada.
O detalhamento da programação das submontagens, para cada linha de
processamento, é realizado a partir do cronograma mestre de montagem. As
submontagens são classificadas para que peças da mesma família sejam processadas
em fluxos contínuos, e para cada fluxo de submontagens são definidos os tempos de
processamento, os tempos de espera entre as conclusões das submontagens e o início
da montagem no bloco, os limites de estoque de submontagens com base na área
disponível. O nivelamento da carga de trabalho nas linhas de submontagem é
realizado com base na produtividade do processo de soldagem de elementos (horas-
homem por comprimento de solda).
A programação detalhada da montagem dos blocos também é gerada a partir
do cronograma mestre de montagem. Para cada bloco é elaborado um cronograma
detalhado da produção, envolvendo todos os processos de união de submontagens,
peças e componentes de outfitting. As datas estabelecidas no cronograma mestre de
montagem definem o tempo de início e fim da montagem de cada bloco. O
cronograma detalhado do bloco também inclui a programação de recursos para o
desenvolvimento dos processos, com atenção especial para as necessidades de mão-
de-obra e de equipamentos de movimentação de carga.
As principais datas referentes à edificação já estão definidas no cronograma
detalhado da edificação comentado acima. A programação detalhada envolve ainda os
cronogramas de instalação e remoção de andaimes, e cronogramas de inspeção e
pintura dos blocos edificados. Atenção especial é dada à coordenação do berço de
construção, normalmente considerado um recurso crítico no estaleiro, de forma que o
batimento de quilha de uma nova construção seja realizado imediatamente após o
lançamento da construção anterior.
A Programação da Produção no estado da arte é integrada com o sistema
central de planejamento, sendo a preparação das atividades dos locais de trabalho, a
programação do dia a dia, e as informações sobre desempenho funções do chão de
fábrica. A informação para a preparação dos programas é extraída diretamente de
74
modelos 3D dos produtos, usando estatísticas de homem/hora e de tempos de
execução. O sistema de modelagem do produto é alimentado com informações
adquiridas através de cartões com código de barras que registram início e fim de cada
pacote de trabalho. A Programação da Produção no estado da arte também é integrada
aos sistemas de materiais e folha de pagamentos.
3.8.3. Controle da produção
A necessidade de comparação entre o que foi planejado e o que está sendo
executado é fundamental para a avaliação do desempenho de qualquer organização
industrial. O controle envolve a avaliação de aspectos referentes a custo, prazo e
qualidade. As ferramentas de controle são desenvolvidas para permitir que problemas
relacionados a esses aspectos sejam detectados e que os ajustes necessários no
planejamento e na programação das atividades possam ser analisados.
O controle da produtividade consiste na monitoração de índices de progresso
da produção calculados com base em diferentes medidas, como por exemplo, peso,
comprimento de solda e comprimento de cabos. Eventualmente é necessário mais de
um índice para o controle de um grupo de pacotes de trabalho.
A acumulação dos índices de produtividade permite que, além da
produtividade nos processos, também seja analisado o progresso da produção no
processo em questão. A comparação com as respectivas programações serve de base
para ajustes de curto prazo na produção, como a mudança de operários ou a utilização
de horas extras.
Alguns índices de progresso da produção e de produtividade são apresentados
abaixo:
−
Progresso da produção na construção do casco (tempo x peso)
Fabricação
Submontagem
Montagem
Edificação
−
Produtividade na fabricação de partes (tempo x hh)
Estruturas internas
Conformação de partes
−
Produtividade na submontagem e montagem de blocos (peso x hh)
Submontagens
Montagem de blocos planos
Montagem de blocos curvos
−
Produtividade na edificação (peso x hh)
Posicionamento de bloco
Soldagem
−
Produtividade na instalação de máquinas e equipamentos (peso
parametrizado x hh)
Montagem de unidades
Outfitting no bloco
Outfitting a bordo
75
−
Produtividade em instalações elétricas, sem considerar os cabos (peso
parametrizado x hh)
Outfitting no bloco
Outfitting a bordo
Alguns estaleiros têm utilizado para controlar aspectos referentes a custo e
tempo a técnica conhecida como Gerenciamento do Valor Adquirido (Earned Value
Management – EVM), também conhecida como Sistema de Controle de Custo-
Cronograma (Cost-Schedule Control System – CS 2). Essa abordagem do controle,
com foco no projeto, pode deixar de lado importantes questões relacionadas ao
desempenho das operações no contexto do Planejamento Agregado da Produção. No
entanto, mantendo o controle das operações conforme delineado no Planejamento
Agregado da Produção, o EVM pode ser uma ferramenta de grande utilidade para o
controle do custo e do cronograma na construção naval.
Segundo FLEMING e KOPPELMAN (2000), o valor agregado (earned
value), ou valor adquirido, tem origem remota, sendo idealizado por engenheiros
industriais das fábricas americanas do final do século XIX. Basicamente, o conceito
de valor adquirido é explicado através do entendimento de três elementos
fundamentais: os padrões planejados, os padrões realizados e os custos reais. Portanto,
a comparação entre o que foi planejado de custo e de tempo, com o estágio atual do
trabalho e com os custos reais incorridos é a forma mais básica de gerenciar o valor
adquirido. A técnica de EVM será abordada com mais detalhes no Capítulo 6 desta
tese.
Independentemente da técnica utilizada para controlar os indicadores de
desempenho da produção, é de fundamental importância que a base de dados gerada a
partir dos dados coletados no chão de fábrica, seja integrada com o modelo do
produto, para que essas informações estejam disponíveis para apoiar as funções de
projeto e engenharia de produção e de processos. O sistema de controle da produção
também se insere nesse ambiente integrado com capacidade para analisar os
indicadores gerados a partir dessa base de dados. Modelos de análise e diagnose
podem ser desenvolvidos no sentido de interagir com o banco de dados com os
seguintes objetivos:
−
Modelagem de custos e tempos para planejamento e orçamentação;
−
Diagnose de problemas nos projetos; e
−
Previsão de tempos e custos para conclusão de projetos, visando a antecipar
problemas e auxiliar no replanejamento e reprogramação de atividades.
O Controle da Produção no estado da arte é inserido em um sistema de
planejamento totalmente integrado, com monitoração e controle em todos os níveis,
integrando workstations e o master plan. Em cada nível de planejamento há conexão
direta com sistemas financeiro, comercial e de compras, para controle e monitoração
de custos, materiais e mão-de-obra.
O Controle da Produção no estado da arte também exige que sistemas de
informações para o gerenciamento da produção sejam desenvolvidos. O estado da arte
em sistemas de informações para o gerenciamento da produção é caracterizado pela
estruturação dos registros de forma a atender as necessidades dos vários níveis do
76
gerenciamento e supervisão da companhia, com parâmetros de desempenho simples e
bem definidos em todos os níveis.
A meta e o desempenho (incluindo estatísticas de defeito e retrabalho) de cada
estação de trabalho são fixados nos locais de trabalho para servir de referência para as
atividades em andamento.
O sistema de registro é uma parte do sistema de planejamento e controle da
produção. O sistema de elaboração e divulgação de relatórios é integrado aos sistemas
de planejamento e controle da produção, com os registros de desempenho sendo
fornecidos on-line como parte integrante dos sistemas computacionais integrados. O
acesso ao banco de dados é controlado por um código que permite vários níveis de
acesso de acordo com a função individual, responsabilidades e nível na estrutura da
organização.
A avaliação e monitoração de desempenho e eficiência na construção naval,
juntamente com as funções de planejamento, programação e controle da produção,
também é um importante elemento em sistemas operacionais no estado da arte.
O estado da arte em avaliação e monitoração de desempenho e eficiência
compreende a utilização de métricas de desempenho estabelecidas para todas as
atividades do estaleiro (pré-produção e produção), com indicadores de desempenho
ligados aos modelos 3D dos produtos e aos sistemas de planejamento e controle.
Para avaliação do desempenho da produção nas estações de trabalho
(workstations), são atribuídas taxas de desempenho a famílias de produtos
intermediários desenvolvidas com base em estatísticas de utilização de mão-de-obra e
de tempos de produção. A monitoração é realizada on-line no nível das estações de
trabalho (workstations) e também em níveis mais agregados para o acompanhamento
de projetos e previsões para planejamento. A revisão e a atualização são realizadas de
maneira regular e automatizada, permitindo a avaliação do desempenho e da
eficiência a qualquer momento.
3.8.4. Garantia de Qualidade
O controle e a garantia da qualidade são aspectos críticos na construção naval
moderna e competitiva. Por exemplo, partes e submontagens que não se encaixam
adequadamente provocam retrabalho e até mesmo a substituição causando aumento de
custos com materiais e mão-de-obra, e, por conseqüência, descumprimento dos
cronogramas estabelecidos desequilibrando todo o sistema de produção. Portanto, a
qualidade é fundamental na busca por maior competitividade na construção naval.
Métodos de controle estatístico da qualidade/processos (Statistical Quality
Control/Statistical Process Control – SQC/SPC) são ferramentas antigas e muito
conhecidas desde o seu surgimento na década de 30, e têm sido utilizadas com
sucesso na indústria de construção naval. Atualmente, estaleiros de classe mundial
têm sistemas de SQC/SPC muito bem estabelecidos e plenamente efetivos.
O estado da arte em controle e garantia da qualidade é reconhecido através do
estabelecimento de um sistema de garantia de qualidade plenamente reconhecido,
com pessoal de todos os níveis (gerenciamento, supervisão e força de trabalho)
intensamente treinados com foco na qualidade.
A responsabilidade pela qualidade é do chão-de-fábrica, encarregado de
aplicar os procedimentos definidos no sistema de qualidade. Apenas um pequeno
departamento é encarregado da manutenção do sistema e da verificação regular do
77
bom funcionamento para garantir a consistência da qualidade. O registro de defeitos é
incorporado ao sistema, ligando-o a um programa permanente de treinamento e
melhoramento contínuo.
O estado da arte em qualidade na construção naval também está associado a
uma política de defeito zero no estaleiro.
3.8.5. Estratégia de Construção (Build Strategy)
A Estratégia de Construção é uma ferramenta fundamental para se alcançar o
estado da arte em diversas funções associadas à gestão da produção na construção
naval. Estaleiros com níveis tecnológicos próximos ao estado da arte nessas funções
possuem Estratégias de Construção muito bem definidas.
Estaleiros japoneses, por exemplo, têm manuais que documentam os
procedimentos para a execução de atividades que são mantidos com extremo cuidado.
Nesses documentos é encontrado o histórico de desenvolvimento do processo,
incluindo as mudanças incorporadas ao longo do tempo.
Nesta seção é brevemente apresentado um conjunto de procedimentos
desenvolvido para a implantação da Estratégia de Construção.
A Estratégia de Construção, segundo CLARK e LAMB (1996), é um plano
abrangente e devidamente aprovado que contém elementos de projeto, engenharia,
gerenciamento de materiais e planos de produção e de testes. É aprovado antes do
início do trabalho e tem como principal objetivo a identificação e a integração de
todos os processos necessários para a conclusão da construção da embarcação.
A Estratégia de Construção contém, normalmente, três elementos básicos: (a)
o Plano de Negócios (Business Plan), a Política de Construção (Shipbuilding Policy),
e a Definição do Navio (Ship Definition) para aplicação da Estratégia de Construção.
Esses elementos serão comentados nesta seção.
O conceito de Estratégia de Construção foi originalmente concebido por um
estaleiro inglês no início da década de 70, contendo detalhes da decomposição do
trabalho, seqüências de trabalho formalizadas e ciclos curtos de construção associados
às características de infra-estrutura, equipamentos e modelo de organização da
produção específicos do estaleiro. Essa abordagem agregada do planejamento
permitiu que a comunicação, coordenação e cooperação dentro do estaleiro fossem
significativamente melhoradas.
Desenvolvimentos posteriores foram realizados incorporando a experiência
adquirida na utilização desta abordagem em estaleiros de diferentes países. Embora
em muitos estaleiros se chame o plano de produção de Estratégia de Construção, são
poucos os que realmente adotam os procedimentos recomendados por essa abordagem
do processo de planejamento.
A construção de uma embarcação é um processo complexo que envolve um
esforço considerável de planejamento para aumentar as chances de sucesso do
empreendimento. Normalmente, os estaleiros planejam a forma como seus navios
serão construídos, utilizando-se de diferentes abordagens, ferramentas, métodos e
técnicas para desenvolver as atividades de planejamento.
Observa-se que freqüentemente os planos são preparados por diferentes
departamentos e são integrados através de um plano mestre (master plan). Sob a
78
abordagem da Estratégia de Construção, todas as atividades de planejamento são
integradas, respeitando os seguintes objetivos:
−
Aplicação da Política de Construção (Shipbuilding Policy) aos contratos;
−
Permitir que o desenvolvimento do projeto esteja de acordo com as exigências
da produção;
−
Introduzir de forma sistemática princípios que reduzam o trabalho e o tempo de
construção;
−
Identificar produtos intermediários e criar abordagens voltadas para o produto
nas atividades de engenharia e planejamento;
−
Determinar as necessidades de recursos e as respectivas demandas de infra-
estrutura e equipamentos;
−
Identificar problemas de capacidade em relação a infra-estrutura e
equipamentos, mão-de-obra e habilidades específicas;
−
Criar parâmetros para a programação e o planejamento detalhado da engenharia,
procurement e atividades de produção;
−
Estabelecer as bases para a organização da produção, incluindo as datas
referentes a encomenda e entrega de itens com tempo de entrega longo;
−
Assegurar que todos os departamentos contribuam para a estratégia;
−
Identificar e resolver problemas antes do início do trabalho em determinado
contrato; e
−
Assegurar a comunicação, cooperação, colaboração e consistência entre as
diferentes atividades técnicas e de produção.
Para evitar que uma Estratégia de Construção completa seja desenvolvida para
cada navio contratado, dois documentos mais gerais são recomendados para a
definição de questões estratégicas e de organização da produção no estaleiro: o Plano
de Negócios (Business Plan) e a Política de Construção (Shipbuilding Policy).
Dessa forma, para cada novo contrato não é necessário o desenvolvimento do
Plano de Negócios e da Política de Construção, já que são gerais e aplicáveis ao
estaleiro independente do contrato. A Estratégia de Construção é uma aplicação da
Política de Construção em um contrato específico.
Plano de Negócios
O Plano de Negócios é um documento que reúne os objetivos corporativos do
estaleiro no longo prazo e descreve a forma como pretende se alcançar tais objetivos,
incluindo as metas relativas a aspectos técnicos e de produção. Para atingir tais metas
são, normalmente, necessárias decisões envolvendo:
−
O desenvolvimento da infra-estrutura e equipamentos;
−
A definição de metas de produtividade;
−
Escolhas entre fazer, comprar ou subcontratar; e
−
A definição sobre a organização técnica e da produção.
79
Política de Construção
No documento referente à Política de Construção, com base no perfil
produtivo considerado estratégico pelo estaleiro, discutido na elaboração do Plano de
Negócios, são definidos a organização da produção e os métodos construtivos
considerados ideais para atender as expectativas de produção.
Os objetivos principais da Política de Construção são a racionalização do
projeto e a padronização, desenvolvidos através da consideração dos conceitos de
Tecnologia de Grupo e de uma estrutura de decomposição do trabalho orientada a
produtos. O conjunto de padrões desenvolvido no contexto da Política de Construção
pode ser aplicado em contratos específicos de construção, baseando-se em três níveis,
conforme se observa na Tabela 5.
A Política de Construção deve ser desenvolvida de modo a permitir que, ao
mesmo tempo, seja consistente em relação aos objetivos colocados e também flexível
para aceitar mudanças relativas ao desenvolvimento do produto, a novos mercados, ao
desenvolvimento das facilidades, entre outras. Mudanças na Política de Construção
devem ser consideradas através de um processo estruturado, desenvolvido
previamente para acomodar as variações freqüentemente encontradas na indústria de
construção naval.
Tabela 5 – Níveis, atividades e estágios de aplicação do documento de Política de
Construção
Nível Atividades Estágio
Estratégico
- Definição das principais unidades de
planejamento
- Desenvolvimento de planos (para diferentes
tipos de embarcações) mostrando a seqüência de
edificação
- Análise dos principais tipos de produtos
intermediários
- Dimensões preferíveis para matérias-primas
- Dimensões máximas para montagens
estruturais
- Pesos máximos para montagens estruturais
- Capacitação para conformação de materiais,
considerando configurações de casco
preferenciais
- Pesos, configurações e tamanhos preferíveis
para montagens de módulos e unidades de
outfitting
Projeto preliminar e
conceitual
Tático
- Produtos intermediários padrão
- Métodos e processos de produção padrão
- Estágios de produção padrão
- Práticas de instalação
- Tamanhos de materiais padrão
- Partes e componentes padrão
Contrato e projeto de
transição
Operacional,
Detalhado ou Chão de
Fábrica
- Descrições das estações de trabalho
- Capacidade das estações de trabalho
- Capacitação das estações de trabalho
- Padrões de projeto
- Tolerâncias do controle dimensional
- Padrões de solda
- Exigências para testes
Projeto detalhado
80
Aplicação da Estratégia de Construção
A Estratégia de Construção, como comentado acima, é a aplicação a um
contrato específico da Política de Construção. Para que a Estratégia de Construção
seja completamente definida é necessário, portanto, um documento denominado
Definição do Navio (Ship Definition).
Nesse documento se encontram descrições detalhadas dos procedimentos a
serem adotados, e o formato e o tipo de informação a ser providenciada por cada
departamento ligado à produção de informações técnicas dentro do estaleiro. Tais
informações serão utilizadas por armadores e agentes, pela gerência do estaleiro, por
sociedades classificadoras, órgãos governamentais, departamentos técnicos do
estaleiro (escritórios de projeto, centro de CAD/CAM, almoxarifado, planejamento,
engenharia de produção, controle da produção, controle de materiais, estimativas,
procurement) e departamentos de produção.
No processo de elaboração da Política de Construção, são identificados os
tipos de navio que melhor se encaixam ao perfil produtivo do estaleiro. Por ocasião da
negociação de um novo contrato de construção, se o objeto da negociação for um tipo
de navio delineado na Política de Construção, alguns itens necessários para o
desenvolvimento da proposta já terão sido considerados, entre eles:
−
Métodos construtivos;
−
Estrutura de decomposição do trabalho;
−
Codificação;
−
Estações de trabalho;
−
Produtos intermediários padrão;
−
Procedimentos de controle dimensional;
−
Métodos de definição do navio;
−
Estrutura de planejamento;
−
Recursos físicos do estaleiro; e
−
Recursos humanos.
Outra questão de preocupação na Estratégia de Construção é como encaixar a
nova encomenda nos trabalhos em andamento no estaleiro. Um conjunto de
informações é então necessário para que sejam analisadas as interferências na
programação corrente do estaleiro e a programação para o navio em negociação. Tal
conjunto inclui as seguintes informações:
−
Cronograma dos eventos principais (fabricação, batimento de quilha,
lançamento e entrega);
−
Utilização de recursos;
−
Cronograma de encomenda de materiais e equipamentos;
−
Cronograma de entrega de materiais e equipamentos;
−
Cronograma de detalhamento do projeto;
−
Cronograma de testes; e
81
−
Cronograma de pagamentos e fluxo de caixa projetado.
Embora a Estratégia de Construção não seja uma ferramenta utilizada por
indústrias de produção em massa, no caso específico da construção naval pode ser
utilizada com muita eficiência no sentido de melhorar a comunicação, a coordenação
e cooperação entre os vários departamentos envolvidos.
Em estaleiros líderes em produtividade e cuja produção tem pouca variação,
seja do produto final ou de produtos intermediários, considera-se, de forma geral, que
não há grande necessidade de desenvolvimento de um documento contendo a
Estratégia de Construção, pois normalmente já estão familiarizados com os produtos e
organizados de forma a produzi-los da melhor maneira possível.
No caso desses estaleiros, que encontraram um nicho específico de atuação,
desenvolveram projetos padrão adequados e também métodos construtivos padrão, o
ritmo de encomendas permite que seja mantida uma base de recursos humanos
habituada com os padrões praticados. Como as semelhanças entre os produtos
intermediários e os produtos finais produzidos são muito grandes, não é necessária a
revisão de cada novo navio para a elaboração de uma Estratégia de Construção
adequada.
Estaleiros próximos ao estado da arte em Engenharia de Produção têm uma
Estratégia de Construção muito bem desenvolvida e plenamente utilizada, através de
métodos e padrões para a definição de produtos intermediários e de seus respectivos
processos de fabricação. Dessa forma, não é necessário o esforço de desenvolvimento
de uma Estratégia de Construção, como colocado nesta seção, e somente um pequeno
grupo se dedica à manutenção dos padrões e ao desenvolvimento de novos métodos e
processo.
A adoção da abordagem da Estratégia de Construção e a produção das
informações e documentos ligados a essa abordagem não garante aumento de
produtividade por si só. No entanto, o processo de implementação dessa abordagem
pode resultar em benefícios para o estaleiro. Entre os benefícios citados com a
implementação plena e efetiva da Estratégia de Construção, destacam-se os seguintes:
−
Durante a produção, gerentes e operários têm disponíveis documentos que
informam e orientam sobre todos os planos e metas estabelecidos para o projeto,
inclusive referentes a outros departamentos. Esse conjunto de documentos, que
é amplamente discutido e divulgado junto a vários departamentos do estaleiro,
diminui a probabilidade de tomadas de decisão individuais que afetem de forma
negativa o andamento do projeto.
−
No desenvolvimento da fase que precede a produção, a abordagem da Estratégia
de Construção assegura que o melhor projeto geral e a melhor filosofia de
produção sejam adotados. O estímulo à comunicação estruturada e
interdisciplinar entre os principais departamentos, ainda na fase preliminar de
discussão do projeto, influencia de forma significativa no sentido da redução
dos custos globais do projeto.
3.8.6. Técnicas avançadas – Simulação e Inteligência Artificial
Entre as técnicas encontradas na literatura que representam avanços
significativos nas funções de planejamento, programação e controle da produção na
construção naval, destacam-se a simulação, a manufatura digital, a realidade virtual e
82
a inteligência artificial. São técnicas muito utilizadas em outras indústrias, com alguns
projetos de aplicação já em andamento em alguns estaleiros, como observado em
KRAUSE e ROLAND (2004), LEE et alii. (1997), OKUMOTO (2002), OKUMOTO
et alii. (2005), SHIN et alii. (2002), SAUTER et alii. (2001).
A simulação de processos de produção, que tem sido chamada de manufatura
digital, é uma tecnologia relativamente nova que assumiu um papel importante na
gestão do ciclo de vida de produtos. É uma tecnologia voltada para a definição e
otimização de processos industriais, gestão de informações, e promoção de integração
efetiva das atividades de engenharia.
A manufatura digital apóia o planejamento de processos, modelagem das
instalações industriais, simulação de operações e visualização, análise de fatores
humanos e ergonomia. Na área da engenharia da construção naval, a pesquisa e
desenvolvimento na área de manufatura digital tem sido objeto de grande
investimento, por instituições de pesquisa, empresas de software e estaleiros.
Para simulação de processos de construção naval, vários métodos e
ferramentas têm sido pesquisados. Entretanto, por diversas razões, em geral, não têm
apresentado resultados satisfatórios.
Uma das razões é que os pacotes de simulação de eventos discretos mais
freqüentemente utilizados não incorporam modelos de recursos específicos da
construção naval, que sejam predefinidos e reutilizáveis. Também, os métodos e
ferramentas para planejamento e scheduling não conseguem levar em conta
adequadamente as características dos processos e interações dentro do estaleiro, e
entre o estaleiro e subcontratados e fornecedores. Finalmente, os dados requeridos
para construir e validar os modelos tradicionais são extremamente difíceis de serem
obtidos.
Tipicamente, em um estaleiro, instalações e equipamentos de uso geral são
empregados para produzir componentes sempre diferentes (por vezes similares, porém
pouco freqüentemente iguais). Por outro lado, o mesmo componente pode ser
produzido em diferentes locações, empregando recursos e métodos diferentes. O
tempo e o custo de um processo varia de componente para componente, em função do
método e dos recursos empregados.
Assim, ao contrário do que ocorre com a produção em série, a informação
necessária para descrever o desempenho de cada estação de trabalho não é definida a
priori, precisando ser determinada através da simulação de cada componente do
processo.
Portanto, ferramentas de simulação, manufatura digital e visualização
tridimensional de processos de produção têm sido cada vez mais utilizadas para
projetar a organização da produção em estaleiros e para o planejamento e a
programação da produção.
A simulação tem ganhado importância na medida em que permite a
consideração da natureza complexa, dinâmica e estocástica dos processos de
construção naval, no planejamento e programação das atividades. As operações do
estaleiro são normalmente modeladas através de subsistemas, representados por
modelos de simulação que são criados e modificados de forma independente. Essa
abordagem permite a avaliação geral de cenários de produção e a identificação de
medidas de desempenho globais.
83
Modelos de manufatura digital com visualização tridimensional também estão
sendo utilizados e são desenvolvidos para análises de interferências, da seqüência de
atividades e de produtividade para o processo e o produto escolhidos. Dessa forma, é
possível verificar se a estratégia de construção definida para tal processo e produto é
factível dentro dos parâmetros estabelecidos. Com o detalhamento do produto e do
processo, define-se a seqüência de montagem do produto através da lista de
subprodutos. Assim, o processo de montagem é definido e sua validação através da
manufatura digital é possível.
Os sistemas de simulação e manufatura digital disponíveis permitem, ainda, a
análise de processos robotizados e de ergonomia. Na análise de processos robotizados
as possíveis interferências entre o dispositivo e os produtos e a viabilidade de
processos automáticos em relação a processos manuais podem ser avaliados. Através
de modelos de representação digital de trabalhadores, também é possível a
comparação entre o processo automatizado e o processo manual.
Aspectos relacionados à ergonomia na estação de trabalho podem ser avaliados
com base no modelo desenvolvido para os trabalhadores. A repetição de movimentos
e também as cargas movimentadas manualmente por cada trabalhador são analisadas
para avaliar se as operações se enquadram dentro das normas estabelecidas para
segurança e qualidade no ambiente de trabalho. Nesse contexto, também serão
avaliadas a produtividade do trabalhador e o tamanho das equipes de trabalhadores
necessárias para equivaler a um determinado processo automatizado. Adicionalmente,
a viabilidade da modificação de certos procedimentos para maximizar o conforto, a
segurança e o desempenho dos trabalhadores no estaleiro pode ser analisada.
No entanto, a operação de sistemas desse tipo demanda a definição e integração
dos produtos, dos processos de produção e dos recursos necessários. Essas atividades
exigem mão-de-obra qualificada, além da disponibilidade de dados.
É necessário o desenvolvimento de uma biblioteca que integre dados dos
produtos, processos e recursos, incluindo todos os produtos intermediários e os
subprodutos, processos, subprocessos e recursos necessários para a sua execução.
Com os dados do produto é possível obter a lista de subprodutos necessários até
a montagem final. A partir dessa lista é possível definir preliminarmente as
seqüências e os relacionamentos entre os processos e os recursos. As informações
estruturadas a partir da biblioteca de produtos, processos e recursos, tornam possível a
definição dos custos com materiais, processos e mão-de-obra envolvidos na execução
das atividades para cada produto identificado do sistema de produção. Dessa forma, é
possível a definição de alternativas de planejamento para as atividades. São
normalmente utilizados diagramas de precedências para avaliar a seqüência de
atividades a serem executadas, respeitando as particularidades associadas a cada parte,
submontagem e sub-bloco (por exemplo, área e mão-de-obra necessárias), bem como
aos processos e subprocessos envolvidos (por exemplo, disponibilidade,
produtividade e custos).
A análise preliminar de processos pode ser realizada através de diagramas
esquemáticos que representam subprocessos, interligados como predecessores e
antecessores e processos paralelos. A análise gráfica permite que análises sejam
realizadas com razoável antecedência no desenvolvimento do processo, facilitando o
entendimento, a visualização e o pré-planejamento do processo considerado. Também
podem ser avaliadas, considerando cenários de disponibilidade de mão-de-obra,
84
alternativas para o balanceamento da força de trabalho em determinado processo de
produção. Os custos associados com a mudança no seqüenciamento das atividades
para acomodar as restrições de disponibilidade de mão-de-obra podem ser levantados,
permitindo que a tomada de decisões sobre a seqüência ótima de atividades se baseie
também nas informações sobre a carga de trabalho necessária vs. a disponibilidade de
mão-de-obra.
Além da simulação, técnicas de inteligência artificial (AI) têm grande potencial
para melhorar a eficiência do projeto e da produção na construção naval. Destacam-se
as aplicações de AI em problemas cuja natureza complexa dificulta a utilização de
métodos convencionais de pesquisa operacional.
Na construção naval, freqüentemente é necessária a análise de problemas que
envolvem grandes massas de dados e com comportamento estocástico, estimulando a
utilização de ferramentas que incorporem técnicas de AI. Entre as aplicações
identificadas como mais passíveis de aplicação de AI na construção naval, destacam-
se aquelas ligadas a problemas de planejamento, programação e controle da produção.
SNAME (2003) aponta que, no futuro, a inteligência artificial na construção
naval pode desenvolver as seguintes aplicações:
−
Melhorar os sistemas de visualização de processos de fabricação e
montagem;
−
Melhorar sistemas de troca de informações facilitando a apresentação de
grandes quantidades de dados;
−
Auxiliar no desenvolvimento de máquinas e equipamentos capazes de
entender comandos de voz;
−
Melhorar sistemas robotizados, incluindo sistemas de visualização;
−
Melhorar os processos de planejamento da produção.
85
4. INTELIGÊNCIA ARTIFICIAL E SIMULAÇÃO NA CONSTRUÇÃO
NAVAL
4.1. Introdução
No Capítulo 3, observou-se que ferramentas que dão suporte às
particularidades da indústria de construção naval e que, ao mesmo tempo,
representam avanços significativos nas funções de planejamento, programação e
controle da produção, precisam suportar a análise de problemas que demandam o
tratamento de grandes massas de dados e que apresentam comportamento estocástico
de difícil previsão. Tais características sugerem que o uso de ferramentas que
incorporam técnicas de Inteligência Artificial pode produzir resultados eficientes.
Outra ferramenta que se apresenta com grande potencial para a indústria de
construção naval é a simulação de eventos discretos. A simulação tem ganhado
importância na medida em que permite a consideração da natureza complexa,
dinâmica e estocástica dos processos de construção naval, no planejamento e
programação das atividades. Essa tecnologia permite a avaliação geral de cenários de
produção e a identificação de medidas de desempenho globais.
Neste capítulo é apresentada uma abordagem integrada de ferramentas de
Inteligência Artificial e de Simulação e do conceito de Tecnologia de Grupo. Modelos
de Redes Neurais, de Otimização com Algoritmos Genéticos e de Simulação foram
desenvolvidos para aplicar conceitos de Tecnologia de Grupo à construção naval.
Observe-se que as ferramentas apresentadas têm como premissa básica a
produção em escala para que o potencial pesquisado neste trabalho seja verificado. A
produção em escala, se bem planejada e controlada pode levar a economias. A
utilização das ferramentas apresentadas neste trabalho busca garantir os benefícios da
produção em escala.
As ferramentas, conceitos e modelos pesquisadas e desenvolvidos neste
Capítulo (Inteligência Artificial, Simulação e Tecnologia de Grupo) assumem, além
da produção em escala mencionada acima, a hipótese de produção seriada e em
paralelo para atingir os resultados previstos.
Também é importante mencionar que os modelos desenvolvidos consideram
somente a produção de cascos de navios, sem outfitting. A consideração de
componentes de outfitting aumentaria a complexidade dos problemas abordados e
invibilizaria a abordagem integrada apresentada neste trabalho. No entanto, deixa-se
como recomendação para futuros trabalhos a consideração da integração entre
estrutura e outfitting.
A hipótese do suprimento perfeito também foi considerada, ou seja, todos os
materiais necessários para a produção estão disponíveis na quantidade certa e no
tempo certo.
Também foi desenvolvido um modelo de otimização baseado em Algoritmos
Genéticos para seqüenciar a edificação de blocos no berço de construção. A
edificação é a atividade mais crítica em um estaleiro, pois utiliza o principal recurso
desse tipo de organização industrial: o berço de construção.
A otimização dessa atividade pode levar a ganhos significativos de
produtividade, desde que os processos nessa área estejam integrados com os processos
que antecedem essa atividade crítica.
86
Finalmente, foi desenvolvido um modelo de simulação com o objetivo de
validar a abordagem da formação de famílias de produtos e do seqüenciamento da
edificação.
Embora toda a filosofia deste Capítulo esteja voltada para a integração entre os
modelos mencionados, devido a limitações operacionais, a integração efetiva entre os
modelos não foi possível. No entanto, recomenda-se que essas fronteiras sejam
exploradas em trabalhos futuros.
4.2. Sistema de Classificação de Produtos Intermediários baseado em
Ferramentas de Análise Inteligente de Dados
Esta seção tem como principal objetivo apresentar uma aplicação de princípios
de Tecnologia de Grupo à Construção Naval (SOUZA e TOSTES, 2008). Para
alcançar esse objetivo, um sistema de classificação de produtos baseado em
ferramentas de inteligência artificial foi desenvolvido. A utilização dessas ferramentas
permite que a classificação de produtos intermediários seja realizada através da
consideração de aspectos complexos e multidimensionais, característicos de
problemas de classificação de produtos aplicados à indústria de fabricação e
montagem.
A indústria de construção naval possui muitas particularidades e seus modelos
de organização se encontram numa faixa situada entre aqueles observados na indústria
de construção e na indústria de manufatura. Dessa forma, um estaleiro pode estar
configurado para operar com foco em produtos especiais, únicos, customizados e
complexos, como faz a indústria de construção, ou em produtos padronizados, como a
indústria automobilística, por exemplo. Entre esses dois modelos típicos, inúmeros
outros modelos são possíveis.
Estaleiros de classe mundial têm realizado esforços no sentido de aplicar as
ferramentas analíticas disponíveis que melhor se encaixam com suas estratégias
operacionais. Dessa forma, uma vez definidas a estratégia de negócios, a linha de
produtos e a estratégia de construção, as ferramentas de projeto e de gerenciamento da
produção são utilizadas ou desenvolvidas para dar suporte à organização da produção.
Estaleiros com alta produtividade tendem a ajustar seus modelos de produção de
modo a considerar navios diferentes como um conjunto relativamente similar de
produtos intermediários. Essa abordagem oferece a possibilidade de trabalhar com
linhas de produto mais flexíveis sem, no entanto, reduzir os níveis de produtividade
alcançados. A forma encontrada para adequar a flexibilidade na linha de produtos
com níveis altos de produtividade foi a adoção de princípios de Tecnologia de Grupo,
onde similaridades entre produtos e processos de fabricação são identificadas e
exploradas com o objetivo e de aumentar a escala de produção para produtos
intermediários, mesmo que os produtos finais (navios) sejam diferentes.
Em um sistema de produção com princípios de Tecnologia de Grupo
incorporados, produtos intermediários podem ser agrupados em famílias com
características similares de projeto e processos produtivos. Normalmente, dois tipos
diferentes de atributos dos produtos podem ser utilizados para observar similaridades:
(1) Atributos de projeto como formas, materiais, dimensões e tolerâncias, e (2)
Atributos produtivos como ferramentas para fabricação, seqüência de operação,
tamanho do lote, tempos de produção. Dependendo do tamanho da família, linhas de
produção, ou estações de trabalho, especializadas podem ser implementadas.
87
O objetivo desta seção é desenvolver um sistema baseado em inteligência
artificial capaz de identificar famílias de produtos e classificar elementos de um
projeto de acordo com as famílias identificadas. Quando a família alcançar um
número suficiente de elementos, linhas de produção especializadas podem ser
projetadas com base nos atributos da família de produtos identificada.
O sistema desenvolvido utiliza informações de blocos obtidas de projetos já
elaborados para identificar famílias de blocos, baseando-se nas similaridades entre
atributos de projeto e de fabricação. Linhas de produção especializadas podem ser
então projetadas com base nesses atributos, de forma que diferentes linhas de
produção acomodem diferentes famílias de blocos com diferentes dimensões, peso de
aço e conteúdo de trabalho.
Para a identificação das famílias de blocos, um modelo de classificação não-
supervisionada (k-means) foi utilizado. Um banco de dados contendo atributos de
projeto e de fabricação para diferentes blocos foi desenvolvido. Utilizando o banco de
dados desenvolvido, o modelo k-means foi aplicado para identificar famílias de
blocos.
Uma vez que famílias foram identificadas, outro modelo de classificação (redes
neurais) é aplicado para a classificação de um novo projeto. As entradas para esse
modelo são o banco de dados anteriormente utilizado e as classes obtidas através do
modelo k-means.
O modelo de redes neurais é então treinado com esses dados e funções
discriminantes são estimadas para a classificação de novos conjuntos de dados. Os
parâmetros da rede neural estimada podem ser utilizados para aplicar essa estratégia
de classificação em outros conjuntos de blocos.
4.2.1. Problemas de Classificação de Dados
A necessidade de reconhecer padrões de forma rápida e precisa pode ser
verificada mesmo em problemas simples e cotidianos. O reconhecimento de faces e
palavras, a leitura de manuscritos, interpretação de imagens e a tomada de decisões
com base na identificação de padrões são tarefas simples que envolvem processos
complexos.
O ser humano desenvolveu ao longo de sua evolução, uma impressionante
habilidade para identificar padrões com base no desenvolvimento contínuo de
sistemas cognitivos. O reconhecimento de padrões é também considerado um
problema de classificação e uma vasta literatura esta disponível sobre esse assunto,
demonstrando o fato que esforços consideráveis têm sido realizados no sentido de
desenvolver sistemas computacionais que representem estratégias de reconhecimento
e classificação.
Há um grande número de soluções propostas para problemas de classificação.
Um conjunto de ferramentas muito popular entre pesquisadores nessa área são as
técnicas de classificação (clustering). O principal objetivo da aplicação dessas
técnicas é a divisão de um grupo de objetos em classes de elementos similares,
chamados “clusters”. Essa divisão é realizada através da análise de dados com a
utilização de algoritmos matemáticos que representam funções discriminantes.
Pesquisadores dedicados a esse tema têm combinado ferramentas de inteligência
artificial com técnicas de classificação, desenvolvendo análises inteligentes de dados
para construir modelos sofisticados de classificação de dados.
88
A seguir será apresentada uma revisão da literatura referente a problemas de
classificação na indústria de manufatura.
4.2.1.1
Problemas de Classificação na Indústria de Manufatura
Uma área importante de preocupação para pesquisadores na área de manufatura
é o desenvolvimento de sistemas de manufatura celular, ou “Cellular Manufacturing
Systems (CMS)”, para melhorar a eficiência das operações de produção.
A aplicação de princípios de Tecnologia de Grupo como uma filosofia de
planejamento aproveita similaridades entre partes para reduzir os custos de fabricação
(SURESH e SLOMP, 2005). O principal aspecto da Tecnologia de Grupo é o
agrupamento de partes com características similares, formando famílias de partes. O
agrupamento de partes similares leva a economias de escala e permite a flexibilização
da produção com baixos custos. Esse problema é freqüentemente citado na literatura
como o Problema da Formação de Células de Trabalho, ou “Cell Formation Problem
(CFP)”.
Quando o trabalho é separado por categorias de problemas, utilizando-se
princípios de Tecnologia de Grupo, a distribuição estatística da produtividade para
cada categoria terá um comportamento mais estável, mais homogeneizado e com
menor variância, portanto estimativas para o planejamento e programação das
atividades podem ser obtidos com um grau muito maior de certeza. O controle do
desempenho do projeto é também facilitado se os indicadores das operações são mais
previsíveis.
Modelos de classificação podem ser utilizados para identificar famílias de
acordo com os princípios de Tecnologia de Grupo. A aplicação de modelos de
classificação para o CFP é comum na literatura de tecnologia da manufatura (DAGLI,
1994; MUJTABA e HUSSAIN, 2001; LEONDES, 1997).
A revisão da literatura relacionada com técnicas de classificação aplicadas ao
CFP indica que a escolha por ferramentas de inteligência artificial para o
desenvolvimento de soluções eficientes é adequada.
ONWUBOLU (1999) utiliza Redes Neurais SOM (Self-Organizing Maps) para
o reconhecimento de produtos e partes para identificação de famílias e propõe uma
metodologia para a aplicação em engenharia Simultânea, onde o projeto e a
manufatura são integrados.
KAO e FU (2006) propõem um algoritmo de classificação baseado na técnica de
colônia de formigas (ant-based) para aplicação na solução do CFP, concluindo que a
metodologia é capaz de resolver esses tipos de problemas de forma eficiente.
SU (1995) utiliza lógica fuzzy para a formação de famílias e KUO (1999) integra
redes neurais e lógica fuzzy para desenvolver aplicações de Tecnologia de Grupo.
4.2.1.2
Problemas de Classificação na Indústria de Construção Naval
Problemas de classificação também estão presentes nas áreas de projeto do
navio e construção naval, embora o número de estudos reportados não seja muito alto.
Uma conclusão parecida pode ser considerada na aplicação de ferramentas de
inteligência artificial.
KIM et al. (2006) utiliza um modelo de redes neurais para classificar chapas de
aço para estimar cortes nos custos de processamento em etapas preliminares do
89
projeto de um navio. Outras aplicações de redes neurais na construção naval são
apresentadas por CAPRACE et. al (2007) como parte de uma análise de data mining
para filtrar dados com o objetivo de minimizar custos com atividades de alinhamento
estrutural.
Já a Tecnologia de Grupo na construção naval tem sido estudada por mais de 30
anos com vários trabalhos desenvolvidos e publicados (GALLAGHER et. al., 1974;
LAMB, 1988; GRIBSKOV (1989).
No entanto, a aplicação de ferramentas de inteligência artificial para a solução
de problemas CFP
11
na indústria de construção naval não foram ainda reportados.
STORCH e SUKAPANPOTHARAM (2002) e STORCH e
SUKAPANPOTHARAM (2003) desenvolveram um trabalho muito interessante nessa
direção ao apresentarem o conceito de Common Generic Block (CGB). Esse trabalho
está em linha com o trabalho desenvolvido por construtores navais japoneses,
publicados na série de estudos editados pelo National Shipbuilding Research Program
(NSRP).
Em um desses estudos, OKAYAMA e CHIRILLO (1982) introduzem a
estrutura de decomposição do trabalho orientada a produtos (Product Work
Breakdown Structure - PWBS), que está relacionada com a aplicação de princípios de
Tecnologia de Grupo. A PWBS será estudada com mais detalhes no Capítulo 5 e 6
desta tese. A PWBS permite que o produto principal possa ser organizado e planejado
para, na medida do possível, manter os níveis de produtividade estáveis e o fluxo de
trabalho ininterrupto. CHIRILLO (1989) ressalta a importância da PWBS e dos
princípios de Tecnologia de Grupo para a eficiência da construção naval.
O trabalho desta seção tem como objetivo apresentar uma metodologia para a
aplicação de princípios de Tecnologia de Grupo através da utilização de ferramentas
de inteligência artificial para implementar modelos de classificação na construção
naval.
4.2.2. Modelos de Classificação
Modelos de classificação que aplicam ferramentas de inteligência artificial são
divididos em dois grandes grupos: supervisionados e não supervisionados.
Basicamente, modelos supervisionados utilizam a informação já existente sobre
classes e estimam uma função discriminante já existente e definida. Ao contrário,
modelos não supervisionados têm a capacidade de classificar um conjunto de dados
sem nenhuma informação prévia sobre classes.
Nesta seção serão apresentados dois métodos para a preparação de dados
(normalização e Análise de Componentes Principais – ACP) e dois métodos para a
classificação de dados (k-means e redes neurais).
4.2.2.1
Normalização
Um aspecto importante relacionado a métodos de classificação refere-se ao fato
de que eles podem ser afetados pelas diferenças de escala entre os valores dos
atributos. A solução para o problema é a normalização dos valores associados ao vetor
de atributos. Os procedimentos que podem ser utilizados para a normalização dos
vetores de atributos são apresentados a seguir:
11
Cell Formation Problem
90
−
Procedimento 1 – Normalizar todos os vetores de atributos utilizando como
base os valores máximo e mínimo dos vetores, ou seja, utiliza-se um vetor
composto dos valores máximos de cada objeto e um vetor com os valores
mínimos. A expressão utilizada é a seguinte:
)min()max(
)min()(
)(
^
xx
xtx
tX
−
−
=
Onde x(t) é o vetor de atributos, min(x) é o vetor com os valores mínimos e
max(x) é o vetor com os valores máximos.
−
Procedimento 2 – A técnica apresentada acima pode gerar resultados
imprecisos ao se considerar valores muito abaixo ou acima da média de todos
os atributos (outliers). Esse segundo procedimento é baseado na média dos
valores, portanto não é tão sensível ao efeito de outliers. A expressão utilizada
é apresentada abaixo:
)(
)()(
)(
^
xsdv
xavgtx
tX
α
−
=
Onde avg(x) é a média dos valores do vetor de atributos, sdv(x) é o vetor de
desvio padrão e α é um número constante retirado de uma distribuição normal
padronizada. Normalmente, α é igual a 3, representando 99% dos valores dentro da
faixa [-1,1].
Esses dois métodos de normalização são métodos lineares, mas métodos não-
lineares também podem ser utilizados como, por exemplo, o Softmax apresentado
abaixo:
)exp(1
1
)(´
^
^
X
tX
−+
=
Onde
)(
^
tX
é o vetor de valores dos atributos normalizado através de um dos
dois métodos lineares apresentados acima.
4.2.2.2
Análise de Componentes Principais (ACP)
A análise dos atributos é o ponto de partida para realizar a classificação de um
elemento. Conseqüentemente, o primeiro passo em um estudo para a classificação de
padrões é a definição do número de atributos mais adequado a ser considerado na base
de dados do estudo. A escolha por um grande número de atributos é bastante comum.
Nesses casos, o problema de escolher atributos demais é que freqüentemente
dois ou mais atributos se referem à mesma informação, reduzindo a eficiência do
algoritmo de classificação. Com o objetivo de reduzir a base de dados ao menor
número possível de atributos, maximizando a eficiência dos modelos de classificação,
utiliza-se uma ferramenta relativamente popular, chamada Análise de Componentes
Principais (ACP). O seu principal objetivo é a redução do número de atributos,
dimensões ou componentes que serão analisados. Componentes Principais são
combinações lineares de todos os atributos de uma determinada base de dados.
Graficamente, a ACP pode ser representada por um vetor que aponta na direção
mais representativa da base de dados, ou seja, a direção com a maior variância. Desse
91
modo, esse método pode ser interpretado como um transformador do sistema de
coordenadas de uma posição inicial para uma posição onde os dados são mais
relevantes.
e2
e1
x1
x2
Figura 17 – Coordenadas originais e transformadas pela ACP
A transformação do sistema de coordenadas implica em assumir que as variáveis
transformadas têm valores completamente diferentes dos valores originais. A Figura
17 ilustra as características da ACP, apresentando a transformação das coordenadas
direcionando-as para a direção de máxima variância. As coordenadas transformadas
na figura acima são representadas pelos vetores e1 e e2.
4.2.2.3
K-Means
K-means é um algoritmo clássico e simples para classificar objetos. Trata-se de
uma maneira simples para classificar uma base de dados através de um número pré-
determinado de divisões (“clusters”). Supondo que a idéia é dividir a base em k
“clusters”, serão definidos k centróides, um para cada “cluster”. O objetivo final é
achar o centro de “cluster” mais próximo a um objeto. Através desse procedimento
simples são consideradas todas as relações entre os valores dos atributos.
Antes de entrar em detalhes sobre esse método, deve-se considerar que ele se
baseia, fundamentalmente, na distância entre os atributos dos objetos e dos centros de
“cluster”. Para o cálculo dessa distância, normalmente a distância Euclidiana é
utilizada. A expressão para o cálculo da distância Euclidiana é apresenta abaixo.
T
iii
wtxPwtxwtxd ])([])([)),(( −−=
Onde P é a matriz de ponderação que define os pesos referentes aos valores dos
atributos, x(t) é o vetor dos atributos e w
i
é o centro de “cluster”.
A seguir é apresentada de forma breve a forma como o algoritmo k-means
funciona:
−
1º passo Normalização dos vetores dos atributos, definição do número de
“clusters” e escolha das posições iniciais dos centros de “cluster”.
92
−
2º passo Informar todos os objetos e seus respectivos vetores de atributos.
O algoritmo faz a primeira divisão da base de dados considerando as menores
distâncias dos pontos em relação à posição inicial atribuída para os centros dos
“clusters”.
−
3º passo São calculados os centróides de cada “cluster” que passam a ser os
novos centros dos “clusters”. A base é dividida novamente com base nas
distâncias entre os pontos e os centros dos “clusters”.
−
4º passo Os passos 2 e 3 são repetidos até que se atinja a convergência do
modelo.
O algoritmo é interrompido quando a tolerância definida é alcançada, ou seja,
quando a diferença entre os centros dos “clusters” em duas iterações sucessivas é
menor que a tolerância previamente definida, conforme a expressão abaixo.
93
δε
<−=
−1kk
WW
Onde W é a matriz de centros dos “clusters” e k é a iteração atual.
Trata-se de um método simples e eficiente que não requer parâmetros prévios
para a definição das classes, requer somente a informação sobre o número de classes a
serem identificadas.
4.2.2.4
Redes Neurais (RN)
Um dos desafios para o desenvolvimento de problemas de classificação é a não
linearidade, sendo difícil de escolher a função não linear mais apropriada. Uma das
formas encontradas por pesquisadores para resolver esse problema é a utilização de
Redes Neurais (RN). As RN são capazes de “aprender” e estimar funções
discriminantes lineares, mesmo quando os dados do problema estão mapeados de
forma não linear.
Os componentes básicos das RN são nós que correspondem a sinapses
biológicas. Os dados são ponderados e acumulados em elementos do modelo
chamados de neurônios e, então, são ativados ou não por funções de ativação que
determinam as respostas da rede. Uma resposta positiva significa a ativação de uma
conexão entre neurônios e uma resposta negativa inibe essa conexão.
Existem mais de 30 diferentes arquiteturas para as Redes Neurais. As mais
utilizadas são: Adaptive Resonance Theory models (ART), Multi layer Perceptrons
(MLP) também chamadas de Multi Layer Feedforward Networks, Recurrent
Associative Networks (RAN), e Self-Organizing Maps (SOM).
RN têm que ser treinadas para “aprender” as funções discriminantes. Um dos
algoritmos de treinamento mais utilizados é o Back Propagation (BP). Neste trabalho,
uma RN com arquitetura MLP com algoritmo de treinamento BP foi escolhida.
Mulyi-layer Perceptron (MLP)
A estrutura das RN é composta de elementos simples de processamento
(neurônios) conectados entre si. Os neurônios de entrada são ponderados e somados e,
então, são enviados para a próxima camada. As funções de ativação trabalham
excitando ou inibindo conexões que ligam uma camada à outra.
Uma representação esquemática de uma arquitetura de RN é apresentada na
Figura 18.
∑
i
ii
x
1
θ
∑
ij
iji
x
θ
Figura 18 – Arquitetura de uma Rede Neural
94
Backpropagation Algorithm (BP)
O algoritmo BP foi utilizado para treinar a RN-MLP. O BP baseia-se na
conjugação de três métodos: Gradiente, Newton e Levenberg-Marquardt. É o
algoritmo de treinamento de RN mais utilizado, cuja idéia básica é o cálculo do
gradiente local, considerando que os erros na saída da RN são propagados no sentido
inverso da RN, recalculando os pesos das conexões.
O algoritmo BP pode ser dividido em quatro passos para uma melhor
compreensão de seu funcionamento, conforme apresentado a seguir:
−
1º passo – Entrar com os dados na camada de entrada para obter um vetor de
dados de saída. Neste passo, as entradas e saídas de cada neurônio são
ponderadas e somadas
−
2º passo – Calcular o erro local e os pesos para cada saída dos neurônios. As
seguintes expressões são utilizadas para calcular essa informação
)('.)(
)0(
kkkk
Ifode −=
Onde:
-
)0(
k
e
é o erro de escala local
-
k
d
é o dado de saída desejado
-
k
o
é o vetor de saída para treinamento
-
k
If ('
) é a derivada da função relacionada com a soma ponderada das
entradas de dados
][]1[][][
...
s
ji
s
i
s
jcoef
s
ij
wmxelw ∆+=∆
−
Onde:
-
][s
ij
w∆
é a diferença de peso na conexão que liga o neurônio i na camada
(s-1) ao neurônio j na camada (s)
-
coef
l
é o coeficiente de aprendizagem
-
][s
j
e
é o erro de escala local
-
]1[
−
s
i
x
é o vetor de saída
-
m
é o coeficiente de momento
−
3º passo – Calcular a mesma informação para cada camada utilizando a
expressão abaixo
).(.)0.1(.
]1[]1[][][][ ++
∑−=
s
kj
s
k
k
s
j
s
j
s
j
wexxe
−
4º passo – Atualizar todos os pesos somando aos pesos anteriores a diferença
calculada
95
Configuração da Rede Neural
Os números e valores para parâmetros utilizados são diferentes para cada
arquitetura de RN. Os parâmetros utilizados acima são normalmente determinados
utilizando-se a experiência e através de tentativas e erros. Exemplos para esses
parâmetros são o número de camadas ocultas e o número de neurônios em cada
camada.
Outros parâmetros importantes são: o coeficiente de aprendizagem, responsável
por ajustar os pesos das conexões da RN durante o treinamento; e o coeficiente de
momento, que melhora a eficiência da aprendizagem através da consideração da
influência dos pesos adotados em cada iteração do processo de treinamento da RN.
Da mesma forma que são definidos o número de camadas ocultas e de neurônios
em cada camada, o desenvolvedor da RN deve escolher os coeficientes de
aprendizagem e de momento com base na sua experiência e através de tentativas e
erros.
Finalmente, o conjunto de dados deve ser dividido em dois conjuntos diferentes:
treinamento e validação. O conjunto de treinamento será utilizado para treinar a RN e
estimar a função discriminante. O conjunto de validação validará os resultados,
verificando a eficiência da RN para classificar novos conjuntos de dados.
4.2.3. Desenvolvimento de Modelos
A aplicação deprincípios de Tecnologia de Grupo proposta neste trabalho utiliza
modelos de classificação para resolver o problema de formação de células de trabalho
(CFP). Pretende-se, dessa forma, identificar possíveis alternativas de agrupamento de
blocos em famílias. Mesmo que neste trabalho a metodologia tenha sido aplicada para
a classificação de blocos, ela poderia ter sido utilizada para classificar qualquer outro
produto intermediário.
Os modelos utilizados neste trabalho foram inteiramente desenvolvidos através
de códigos escritos no programa Matlab
®
. Os códigos desenvolvidos para aplicação
descrita estão listados abaixo:
−
Normalização Normaliza conjuntos de dados utilizando qualquer um dos
três métodos descritos acima
−
Análise de Dados Realiza um ACP, verifica o conjunto de dados e fornece
gráficos para dar suporte à análise dos dados
−
Cálculo de Distâncias Calcula as distâncias entre pontos definidos na base
de dados e centros de “clusters” utilizando tanto distâncias Euclidianas como
Manhattan
−
K-means Aplica o algoritmo de classificação k-means permitindo que
sejam escolhidos o número inicial de “clusters” e a utilização de variáveis
originais ou transformadas pela ACP
−
Rede Neural Rede Neural MLP com três camadas com algoritmo de
treinamento BP para classificar um conjunto de dados permitindo: escolher os
tamanhos dos conjuntos de treinamento e validação; e a definição de aspectos
topológicos básicos como o número de neurônios em cada camada, a taxa de
aprendizagem e o número de épocas de treinamento
96
Os códigos são aplicados a uma base de dados que consiste de informações
detalhadas do projeto de 30 blocos que formam um grande bloco (anel) de um
petroleiro Suezmax. A base de dados é limitada devido à disponibilidade de
informações. Todos os blocos foram modelados em um sistema de modelagem 3D
(Delmia V5
®
). No entanto, uma base de dados muito maior pode ser utilizada sem
problemas ou necessidade de adaptação dos códigos, uma vez que foram
desenvolvidos assumindo que bases de dados de maior porte poderiam estar
disponíveis.
A base de dados utilizada nesta seção será também utilizada em outras partes
desta tese.
4.2.4. Estudo de Caso
O objetivo deste trabalho é o desenvolvimento de um sistema de inteligência
artificial que seja capaz de identificar famílias de produtos intermediários e classificar
um projeto de um navio ou unidade
offshore
considerando as famílias identificadas.
Com base na estratégia de construção e em outros projetos existentes, as classes
para produtos intermediários podem ser identificadas. As classes correspondem às
famílias de produtos intermediários que podem ser encontradas para cada nível da
estrutura de produtos. Considerando a estrutura ilustrativa apresentada na Figura 19, o
modelo de classificação para identificar famílias de produtos poderia identificar, por
exemplo, diferentes famílias para blocos curvos com base nas dimensões e tipos de
curvaturas. As famílias são identificadas para agrupar produtos intermediários que
reúnem características similares, sejam de projeto ou de fabricação.
Uma vez que as famílias para um nível específico da estrutura de produtos são
identificadas, um novo projeto pode ser avaliado no sentido de sua adequabilidade à
estrutura de famílias de produtos intermediários criada.
Figura 19 – Exemplos de produtos intermediários encontrados em um projeto de
navio
97
Desse modo, um novo projeto pode ser avaliado em termos de seu nível de
producibilidade, indicado através do nível de aderência do novo projeto às famílias
definidas. O nível de producibilidade pode ser avaliado para qualquer nível da
estrutura de produtos que seja considerado relevante.
4.2.5. Metodologia
Neste trabalho, o nível da estrutura de produtos a ser considerado se refere aos
blocos estruturais. Portanto, o sistema irá primeiro identificar diferentes famílias de
blocos para, então, ser possível classificar blocos de um novo projeto de acordo com
as famílias identificadas.
Para a identificação das famílias de blocos, o modelo de classificação não
supervisionada k-means foi desenvolvido e aplicado. A entrada para esse modelo são
as informações sobre características de projeto e de fabricação e, portanto, uma base
de dados contendo atributos de projeto e de fabricação para diferentes blocos deve
estar disponível. Utilizando-se essa base de dados, o modelo de classificação não
supervisionada pode ser utilizado para identificar famílias de blocos sem nenhuma
informação prévia sobre classes de blocos.
Uma vez que as famílias são identificadas, o próximo modelo de classificação
(rede neural) pode ser aplicado para classificar um novo projeto. Será utilizada a
mesma base de dados utilizada anteriormente e também as informações de classe
obtidas com o modelo k-means. O modelo de RN será treinado utilizando essa base de
dados e funções discriminantes serão obtidas para classificar novos dados. As funções
discriminantes representarão a estratégia de construção e a classificação de um novo
conjunto de dados indicará o nível de adequabilidade de novo projeto à estratégia de
construção, ou seja, o nível de producibilidade do novo projeto referente à montagem
de blocos.
A metodologia aplicada neste trabalho pode ser dividida em quarto passos
conforme apresentado a seguir:
−
Configuração de base de dados com atributos de projeto e de fabricação para
diferentes blocos
−
Desenvolvimento do modelo de classificação não supervisionada (K-means)
−
Desenvolvimento e treinamento do modelo de classificação supervisionada
(Rede Neural – RN)
−
Avaliação de novas alternativas de projeto
4.2.5.1
Base de Dados
A base de dados desenvolvida para este trabalho consiste de 30 blocos
pertencentes à seção mestra do corpo paralelo de um petroleiro Suezmax. Trata-se da
mesma base de dados utilizada para o desenvolvimento dos modelos de Simulação
que serão apresentados neste Capítulo.
A Tabela 6 apresenta a base de dados utilizada neste trabalho e a Figura 20
apresenta um esquema dos blocos considerados. A base de dados tem sete campos
diferentes, sendo o primeiro se refere à identificação do bloco e os outros seis são
atributos dos blocos: comprimentos de solda (na posição e vertical), peso, volume e
número de painéis e submontagens.
98
Figura 20 – Blocos da base de dados
Tabela 6 – Base de Dados
Bloco ID
CS* na
posição
(m)
CS* vert.
(m)
Peso (t)
Volume
(m³)
Número
de
Painéis
Número de
Sub
Montagens
B1 78.0 50.9 58.7 247.5 3 6
B2 44.7 16.8 44.0 180.2 2 3
B3 44.7 16.8 44.0 180.2 2 3
B4 40.7 20.3 39.9 184.1 2 3
B5 40.7 20.3 39.9 184.1 2 3
B6 23.3 18.9 35.6 262.7 4 6
B7 23.3 18.9 35.6 262.7 4 6
B8 64.5 53.0 38.3 332.6 3 3
B9 64.5 53.0 38.3 332.6 3 3
B10 70.0 31.5 39.4 169.9 3 3
B11 62.8 38.7 39.4 169.9 3 3
B12 70.8 31.5 33.6 144.0 3 3
B13 70.8 31.5 33.6 144.0 3 3
B14 141.8 27.9 36.8 172.8 3 6
B15 126.0 43.7 36.8 172.8 3 6
B16 57.8 50.4 40.3 509.6 1 3
B17 57.8 50.4 40.3 509.6 1 3
B18 79.2 56.7 48.3 518.4 3 6
B19 26.6 9.0 15.8 175.5 1 6
99
Tabela 6 (cont.)
Bloco ID
CS* na
posição
(m)
CS* vert.
(m)
Peso (t)
Volume
(m³)
Número
de
Painéis
Número de
Sub
Montagens
B20 26.6 9.0 28.3 191.1 1 3
B21 35.3 12.6 32.5 275.5 1 6
B22 25.4 21.6 38.2 770.0 1 6
B23 23.5 12.0 31.6 144.0 1 0
B24 11.7 6.0 25.2 122.4 1 0
B25 16.8 7.7 22.4 96.6 1 0
B26 8.4 3.8 16.3 85.5 1 0
B27 23.5 12.0 31.6 144.0 1 0
B28 11.7 6.0 25.2 122.4 1 0
B29 16.8 7.7 22.4 96.6 1 0
B30 8.4 3.8 16.3 85.5 1 0
*CS = Comprimento de solda
4.2.5.2
Análise de Dados
O primeiro passo após a definição da base de dados a ser utilizada é a análise
dos dados considerados para que se tenha um melhor entendimento do problema. A
Figura 21apresenta apresenta um gráfico (
box plot
) onde são indicados, para as
variáveis originais normalizadas, os valores máximo e mínimo, a faixa que delimita os
percentis 15 e 75, o valor médio e
outliers
.
Figura 21 – Variáveis originais normalizadas
A Figura 22 apresenta seis gráficos selecionados, cada um deles representa pares
de atributos (x1 = CS na posição, x2 = CS vert., x3 = peso, x4 = volume, x5 = número
de painéis e x6 = número de submontagens). Notar que os valores dos atributos estão
normalizados, mas ainda representam as variáveis originais.
100
Figura 22 – Gráficos com pares de atributos para as variáveis originais normalizadas
A ACP foi aplicada à base de dados e os resultados são apresentados na Figura
23. Como pode ser observado a partir da leitura do gráfico, a primeira variável
transformada representa cerca de 60% da variância total do conjunto de dados. O
gráfico também indica que as quatro variáveis com maior representatividade do banco
de dados respondem por mais de 90% da variância total da base de dados.
A Figura 24 apresenta um gráfico que relaciona as duas primeiras variáveis
transformadas pela ACP. A Figura 25 apresenta um gráfico (
box plot
) onde são
indicados, para cada variável transformada e normalizada, os valores máximo e
mínimo, a faixa que delimita os percentis 15 e 75, o valor médio e
outliers
.
Variáveis transformadas
Peso das Variáveis transformadas
Variáveis transformadas
Figura 23 – Análise de Componentes Principais
101
Figura 24 – Pares de atributos das duas principais variáveis transformadas
normalizadas
Figura 25 – Variáveis transformadas normalizadas
4.2.6. Resultados
A metodologia descrita acima foi aplicada para classificar dados de blocos de
um navio petroleiro Suezmax. Os códigos dos modelos k-means e de rede neural
foram aplicados para dividir a base de dados em duas, três e seis classes.
As variáveis normalizadas transformadas foram utilizadas nos modelos porque
representam o conjunto de dados de uma forma mais simples e efetiva.
Foi utilizada a distância Euclidiana para cálculo do modelo k-means e a
tolerância para convergência foi ajustada para 0,10. O modelo de rede neural utilizado
foi o MLP-BP configurado com seis neurônios na camada de entrada, uma camada
102
oculta com 10 neurônios e dois, três e seis neurônios na camada de saída para os
modelos de duas, três e seis classes, respectivamente. Os pesos das conexões, o
coeficiente de aprendizagem e a tolerância foram ajustados para 0,5; 0,01 e 0,1
respectivamente. A função de ativação utilizada foi a tangente hiperbólica e o número
máximo de iterações foi ajustado para 100.
Devido a limitações no tamanho da base de dados, os dados utilizados para
treinar a rede neural foram os mesmo utilizados para validação, embora o código
tenha sido desenvolvido para utilizar qualquer relação treinamento/validação da base
de dados. A Figura 26 apresenta os resultados finais obtidos através do modelo de
rede neural.
O fato de ter sido utilizada a mesma base de dados tanto para treinamento como
para validação significa, na prática, que a rede não foi realmente validada. Embora o
procedimento para treinamento e validação tenha sido desenvolvido, o tamanho da
base de dados não permitiu a viabilização da validação. No entanto, é possível
observar que a rede desenvolvida tem capacidade de “aprender” e estimar uma função
discriminante.
Para aplicar o mesmo RN que foi validado para um conjunto de dados
específico, é necessário que sejam salvos sua topologia e seus principais parâmetros
de conexão. Feito isso, é possível classificar qualquer novo conjunto de dados sem
esforço adicional de treinamento e validação. Salvar a RN significa utilizar a mesma
função discriminante estimada pelo algoritmo k-means.
Para testar como o sistema funciona considerando diferentes números de classe
é necessário passar por todo o processo novamente: aplicar o modelo k-means e
treinar e validar uma RN. O número ideal de classes está associado com o número de
linhas de produção específicas planejado para implementação. A identificação do
número ideal de classes é um problema diferente e não está considerado no escopo
deste trabalho.
103
Classes Blocks
Number of
elements
1
1-6-7-8-9-10-11-14-15-16-
17-18-22
13
2
2-3-4-5-12-13-19-20-21-
23-24-25-26-27-28-29-30
17
Classes Blocks
Number of
elements
1
1-6-7-8-9-10-11-14-15-16-
17-18-22
13
2 2-3-4-5-12-13-21 7
3
19-20-23-24-25-26-27-28-
29-30
10
Classes Blocks
Number of
elements
1 1-8-9-14-15-18 6
2 2-3-4-5 4
3 6-7-10-11-12-13 6
4 16-17-22 3
5 19-20-21 3
6 23-24-25-26-27-28-29-30 8
Figura 26 – Resultados dos modelos validados para duas, três e seis classes de blocos
104
4.3. Otimização da Programação para Edificação de Blocos
A edificação é o ultimo estágio de produção, mas é o primeiro passo para o
planejamento e a programação das atividades de construção naval.
Esta seção tem como principal objetivo o desenvolvimento de uma
metodologia para identificar a seqüência de edificação ótima que minimize tanto o
tempo total de edificação, bem como a variação da carga de trabalho durante esse
estágio da produção em um estaleiro.
Uma abordagem voltada para o ambiente PPR (produto, processos e recursos)
foi utilizada para o levantamento dos elementos a serem considerados no modelo e
também de suas relações. Após levantamento bibliográfico e extensa pesquisa, e
considerando a natureza do problema de seqüenciamento da edificação na construção
naval, definiu-se que a ferramenta mais apropriada para resolver o problema de
programação abordado nesta seção é o Algoritmo Genético (SOUZA e SINGER,
2006).
O problema abordado foi simplificado para facilitar o desenvolvimento do
modelo e validar a proposta. O modelo de programação é baseado em um modelo
clássico na literatura de programação da produção chamado Modelo “Flow Shop”.
Foi desenvolvido para considerar problemas com dimensões reais, embora
tenha sido validado para um problema que considera somente nove blocos. No
entanto, a estrutura desenvolvida pode, de forma relativamente simples, acomodar
problemas maiores.
A seguir serão apresentados o ambiente PPR desenvolvido, as principais
hipóteses assumidas para o desenvolvimento do modelo e as soluções adotadas para
permitir a utilização de um Algoritmo Genético ao problema estudado.
4.3.1. Objetivo
O modelo de programação apresentado tem foco nas atividades relacionadas
com o berço de construção, normalmente considerado o recurso mais crítico de um
estaleiro e freqüentemente identificado como gargalo na estrutura da construção
naval.
Atualmente, a grande maioria dos estaleiros utiliza o método da construção do
casco em blocos (
Hull Block Construction Method
- HBCM) (STORCH and BUNCH,
1995). Esse método consiste na divisão do casco em blocos e na edificação desses
blocos no berço de construção. Cada bloco é dividido em vários componentes
menores, como submontagens, montagens de partes, partes fabricadas, unidades de
outfitting
e partes de
outfitting
.
No HBCM a edificação dos blocos é o último estágio produtivo relacionado à
disciplina de estruturas, no entanto deve ser a primeira atividade a ser planejada e
programada. No modelo desenvolvido e que será apresentado a seguir, o objetivo é
identificar a melhor seqüência de edificação. Com base nessa seqüência, outros
estágios da construção de um navio podem então ser planejados. O modelo
desenvolvido conjuga informações referentes a produtos, processos e recursos com
uma ferramenta de otimização baseada em Algoritmos Genéticos.
O número de blocos a ser edificado no berço de construção varia de acordo
com a Política e a Estratégia de Construção (“Shipbuilding Policy” e “Shipbuilding
105
Strategy”) adotadas por um determinado estaleiro, conforme já discutido no Capítulo
3 desta tese. Algumas variáveis afetam a decisão pelo número de blocos a ser
edificado no berço de construção como, por exemplo, a capacidade de movimentação
de carga, a utilização de grandes blocos e o tipo de navio. O número de blocos
edificáveis que serão posicionados no berço de construção pode ser bastante baixo se
o estaleiro utilizar mega blocos e tiver capacidade de movimentação de cargas
adequada. Por outro lado, o número de blocos pode ser consideravelmente alto se o
estaleiro não usar grandes blocos e tiver capacidade de movimentação de carga
limitada.
Considerando o exposto acima, o número de blocos a ser edificado no berço
de construção varia entre 20 e 150 blocos. Também deve ser considerado, para
formulação do problema a ser explorado nesta seção, que a edificação é composta, na
verdade, de três ou quatro diferentes processos.
A programação de todos os blocos e todos os processos pode, então, se tornar
um problema com dimensões consideráveis. Mesmo ao considerar todas as restrições
envolvidas com os processos de edificação e todas as possíveis heurísticas que podem
ser providenciadas por trabalhadores e engenheiros experientes, a tarefa de programar
todas as atividades envolvidas na edificação torna-se um problema complexo devido
ao grande número de alternativas.
Essa classe de problema é freqüentemente tratada na literatura especializada
(BAKER, 1974; BAKER, 1998). São problemas onde o espaço de busca se torna tão
grande que ferramentas tradicionais de otimização falham ao tentar resolver a função
objetivo.
Algoritmos Genéticos (AG) têm sido utilizados com sucesso para a classe de
problemas mencionada acima, e a literatura é abundante com relação a essa questão.
Portanto, considerando a natureza do problema de seqüenciamento e programação das
atividades de edificação, e a identificação na literatura de aplicações de AG na
solução de problemas desse tipo, escolheu-se AG para identificar a melhor seqüência
de edificação possível.
4.3.2. Metodologia
Uma das mais importantes funções do gerenciamento é a coordenação e
controle das atividades, considerando os recursos disponíveis para a execução dessas
atividades. Ferramentas de programação são utilizadas para avaliar o tempo certo para
a execução de uma atividade específica considerando a alocação dos recursos
necessários.
Através da utilização de ferramentas de programação, a duração das atividades
pode ser coordenada com os recursos disponíveis em cada momento, e a melhor
solução relacionada com o tempo e a utilização de recursos pode ser identificada.
Métodos tradicionais de programação não otimizam essas relações, buscam
simplesmente uma solução possível que satisfaça as restrições definidas, relacionadas
a recursos e cronograma.
A pesquisa bibliográfica realizada, relacionada ao problema de programação,
identificou uma grande quantidade de material. O material pesquisado apresenta
desde formulações matemáticas avançadas e altamente complexas até o
desenvolvimento de ferramentas simples, práticas e inovadoras.
106
O modelo de programação da produção identificado como mais adequado aos
objetivos deste trabalho foi o “Flow Shop”. Trata-se de um modelo clássico e
relativamente simples e será apresentado a seguir.
4.3.2.1
Modelo de Programação
Três famílias de modelos de programação podem ser encontrados na literatura
especializada (BAKER, 1974): “Flow Shop”, “Job Shop” e Programação de Projetos.
Neste trabalho, o modelo de programação é baseado na hipótese que as atividades
de edificação seguem o modelo “Flow Shop” (BAKER, 1998). As principais
características do modelo “Flow Shop” são:
(a) sistema de produção com “M” máquinas e um conjunto de “N” trabalhos a
serem processados nessas máquinas;
(b) os “N” trabalhos são similares no sentido de terem, essencialmente, a mesma
ordem de processamento na “M” máquinas; e
(c) o objetivo do problema é encontrar a seqüência com o menor tempo de
processamento.
Outras hipóteses a serem consideradas em um modelo “Flow Shop”:
•
Todos os “N” trabalhos estão disponíveis no tempo zero na máquina 1
•
Um trabalho não pode passar outro
•
Cada trabalho deve ser processado em uma única máquina de cada vez
•
Os tempos de processamento para cada máquina são conhecidos
O modelo “Flow Shop” é definido com o modelo de programação onde todas as
operações em cada máquina têm a mesma seqüência, como indicado na Figura 27.
Em um “Flow Shop” o trabalho é decomposto e tarefas separadas (1 e 2 na Figura
27) chamadas tecnicamente de operações. Nesse contexto, um trabalho é um conjunto
de operações com uma estrutura de precedências específica. Cada trabalho requer uma
seqüência específica de operações a ser realizada para ter o trabalho encerrado.
Em alguns casos, tempos são inseridos de forma deliberada entre os trabalhos
com o objetivo de reduzir o tempo total de processamento, conforme pode ser
observado no terceiro exemplo da Figura 27.
Observa-se nesse exemplo que a seqüência das operações na terceira máquina
foi invertida resultando em um tempo total de processamento menor. Entretanto, a
seqüência das máquinas para todas as operações continuou a mesma.
O modelo de programação da edificação desenvolvido para este trabalho
baseia-se no modelo de programação do tipo “Flow Shop”, onde as máquinas são
equivalentes aos processos de edificação e os blocos a serem edificados são
equivalentes aos trabalhos.
O modelo simplificado desenvolvido para testas a abordagem apresentada
considera noves blocos e quatro processos diferentes: posicionamento, colocação de
andaimes, alinhamento e soldagem.
107
1 2
1
2
1 2
1 2
12
12
1 2
1 2
12
12
2
2
1
1
Figura 27 – Exemplo do funcionamento de um modelo “Flow Shop”
4.3.2.2
Ambiente PPR
As definições realizadas para o ambiente PPR são críticas para o modelo de
programação. Com base nessas definições, as horas-homem necessárias para cada
atividade e as durações de cada atividade podem ser estimadas.
O ambiente PPR é dividido em três partes: definição do produto, definição de
processos e definição de recursos. Depois de coletar todas as informações necessárias
para cada parte do ambiente PPR, é possível estimar horas-homem e durações para
cada operação considerada. Feito isso, as horas-homem e as durações para cada um
dos processos considerados são definidas e, finalmente, cada etapa de montagem será
então calculada.
Para o problema abordado nesta seção uma estrutura de produtos com blocos
com diferentes espessuras de chapas de aço foi utilizada. As diferentes posições de
solda foram também consideradas.
A definição básica dos blocos é apresentada na Figura 28. Nesse exemplo cada
bloco tem exatamente as mesmas dimensões, mas o conteúdo de trabalho associado a
cada etapa de montagem varia dependendo do número de conexões realizadas e
também do conteúdo de trabalho associado a cada tipo de bloco.
Figura 28 – Definição básica dos nove blocos considerados
Máquina 1
Máquina 2
Máquina 3
Máquina 4
Máquina 1
Máquina 2
Máquina 3
Máquina 4
Máquina 1
Máquina 2
Máquina 3
Máquina 4
108
A Figura 29 apresenta uma ilustração com informações sobre as interfaces de
solda envolvidas nas uniões entre blocos. Nesse exemplo da Figura 29 são
apresentadas as interfaces entre os Blocos 1 e 2 e os Blocos 1 e 4.
A variação das espessuras de chapas de aço também influencia os tempos de
processo de soldagem. As espessuras de chapas também foram consideradas no
desenvolvimento deste trabalho como pode ser observado na Figura 30.
Figura 29 – Informações sobre as interfaces de solda
Figura 30 – Informações sobre espessuras de chapas
A informação mais crítica para o modelo desenvolvido neste trabalho é
produtividade da solda. Com base nessa informação é que serão calculados todos os
109
tempos de processo e cargas de trabalho. A Tabela 7 apresenta exemplos das regras de
soldagem utilizadas.
A definição dos recursos considera o número de equipamentos e de
trabalhadores utilizados em cada processo definido para as atividades de edificação.
Tabela 7 – Regras de soldagem
0
1
2
5
workstation
process_code
stage
process_description
construction berth
2
erection
weld
position weld_lenght plate_thickness
weld_productivity_code weld_process automatization_level
join_productivity_func
tion
f <=2 >=8 and <=20 8 SAW automatic 0.83
v <=0,5 >=8 and <=20 6 FCAW-FLUX semi-automatic 1.05
o >0 >0 4 SMAW manual 2.72
O próximo passo é a consideração da informação disponível para calcular as
durações de cada operação que permitirá o cálculo do tempo total de edificação para
uma dada seqüência.
A informação levantada e apresentada sobre os produtos em conjunto com as
informações sobre os processos são suficientes para o cálculo do hh envolvido em
cada ligação entre blocos.
A partir do hh calculado e considerando as informações sobre os recursos
considerados, é possível calcular as durações para executar os processos previstos
para cada ligação entre os blocos. A Tabela 8 apresenta os resultados dos cálculos do
hh e das durações das ligações entre os blocos.
Uma vez que o hh e as durações para cada ligação são conhecidos, o tempo
total de processamento e a carga de trabalho para uma dada seqüência de edificação
podem ser calculados.
Tabela 8 – Homens-hora e duração das ligações entre os blocos
liaison
362
liaison
362
AF
STAGE
JOIN
WELD
TOTAL
AF
STAGE
JOIN
WELD
TOTAL
1 2
3.1 3.0 4.6 15.5 26.2
1 2
0.2 0.2 0.3 0.2 0.9
1 4
4.5 5.0 8.2 26.5 44.2
1 4
0.3 0.3 0.5 0.3 1.4
2 3
3.1 3.0 4.6 15.5 26.2
2 3
0.2 0.2 0.3 0.2 0.9
2 5
4.5 5.0 8.2 25.0 42.7
2 5
0.3 0.3 0.5 0.3 1.4
3 6
4.5 5.0 8.2 25.0 42.7
3 6
0.3 0.3 0.5 0.3 1.4
4 5
2.7 2.5 4.6 14.0 23.8
4 5
0.2 0.2 0.3 0.2 0.8
4 7
4.5 5.0 8.2 26.5 44.2
4 7
0.3 0.3 0.5 0.3 1.4
5 6
2.7 2.5 4.6 14.0 23.8
5 6
0.2 0.2 0.3 0.2 0.8
5 8
4.5 5.0 8.2 25.0 42.7
5 8
0.3 0.3 0.5 0.3 1.4
6 9
4.5 5.0 8.2 26.5 44.2
6 9
0.3 0.3 0.5 0.3 1.4
7 8
2.9 3.0 4.6 15.5 26.0
7 8
0.2 0.2 0.3 0.2 0.8
8 9
2.9 3.0 4.6 15.5 26.0
8 9
0.2 0.2 0.3 0.2 0.8
44.6 47.0 76.5 244.6 412.7 2.8 2.9 4.8 3.1 13.6
assembly_step_duration_per_liaison assembly_step_duration_per_liaison
blocksblocks
totaltotal
Horas-Homem
Duração
4.3.2.3
Algoritmos Genéticos
Os Algoritmos Genéticos (AG) têm sido utilizados para a solução de
problemas de otimização. AG baseiam-se em conceitos biológicos relacionados à
genética e evolução. Mimetizam através de formulações matemáticas relativamente
simples conceitos muito conhecidos por suas aplicações na área das ciências
biológicas para a solução de problemas de otimização. Esses conceitos são aplicados
para buscar a soluções ótimas quando os espaços de busca se tornam tão grandes o
suficiente para que técnicas tradicionais de otimização não funcionem.
Os AG funcionam através do desenvolvimento de uma população inicial e da
seleção das melhores alternativas dentro dessa população. A partir do conjunto
110
escolhido da população inicial, são aplicados operadores genéticos que modificam
essa população criando uma população de descendentes que mantém as melhores
características da população inicial e incorpora modificações com o objetivo de
melhorá-los ainda mais. Esse processo de geração de populações através da aplicação
de operadores genéticos evolutivos se repete até que se atingida a convergência do
algoritmo e uma alternativa boa seja encontrada.
Os AG são compostos, basicamente, de três operadores genéticos básicos:
reprodução e seleção, “crossover” e mutação (MICHALEWICZ, 1994).
De forma geral, o operador de reprodução e seleção certifica que as melhores
alternativas estão sendo mantidas e, ao mesmo tempo, evita que o algoritmo tenha
uma convergência precoce apontando ótimos locais no lugar de ótimos globais; o
operador “crossover” converge a busca para alternativas ótimas; e o operador de
mutação introduz uma diversidade genética que impede que o algoritmo fique preso a
ótimos locais.
Neste trabalho um código escrito no Matlab® foi desenvolvido incorporando
um Algoritmo Genético. Foi necessário desenvolver um operador inédito de
“crossover”-mutação integrado ainda não encontrado na literatura. Esse operador foi
desenvolvido devido às características específicas do problema escolhido. Se fosse
usado o operador “crossover” clássico seqüências de edificação impossíveis seriam
consideradas pelo algoritmo. O operador “crossover”-mutação começa como se fosse
um “crossover” clássico, mas se é identificada uma seqüência não factível ele provoca
uma mutação nos genes da seqüência com o objetivo de torná-la factível. A
necessidade de criação desse operador surgiu devido a restrições intrínsecas ao
processo de edificação de um navio.
A Figura 31 mostra diferentes alternativas possíveis para a seqüência de
edificação do problema abordado neste trabalho. Considerando essas alternativas e a
aplicação do modelo de “Flow Shop”, diferentes tempos totais de edificação e de
nivelamento de recursos serão encontrados.
Figura 31 – Visualizador de seqüências de uma dada população
111
A Figura 32 mostra diferentes tempos totais de edificação calculados a partir
de uma população específica gerada pelo código do Algoritmo Genético. A Figura 33
mostra um exemplo dos níveis de utilização de recursos considerando a mesma
população cujos tempos totais de processamento foram apresentados na Figura 32.
Número de Gerações
Duração Total
Figura 32 – Tempos totais de edificação calculados
Duração (para cada processo de edificação
considerado)
Etapas de edificação
Figura 33 – Visualizador de cargas de trabalho para seqüências de uma dada
população
112
4.3.3. Resultados
O código desenvolvido para a execução deste trabalho foi escrito em Matlab
®
.
O código inicia com a geração de seqüências factíveis de edificação, conforme
apresentado na Figura 31. Após a geração das sequências, o código extrai informações
do ambiente PPR contidas em um arquivo Excel
®
e calcula, para cada etapa de
edificação de cada seqüência gerada, o hh e as durações de cada etapa conforme
apresentado na Tabela 9. Tabela 9 apresenta os números calculados para uma
seqüência específica de edificação.
Tabela 9 – HH e durações de cada etapa da edificação para uma seqüência específica
S1 = [9 8 7 5 6 4 2 3 1]
AF_S1 ST_S1 J_S1 W_S1 TOTAL
1 2.9 3.0 4.6 15.5 26.0
2 2.9 3.0 4.6 15.5 26.0
3 4.5 5.0 8.2 25.0 42.7
4 7.3 7.5 12.8 40.5 68.0
5 7.3 7.5 12.8 40.5 68.0
6 4.5 5.0 8.2 25.0 42.7
7 7.6 8.0 12.8 40.5 68.9
8 7.6 8.0 12.8 42.0 70.4
TOTAL 44.6 47.0 76.5 244.6 412.7
412.7
AF_S1 ST_S1 J_S1 W_S1 TOTAL
1 0.18 0.2 0.3 0.2 0.8
2 0.18 0.2 0.3 0.2 0.8
3 0.28 0.3 0.5 0.3 1.4
4 0.45 0.5 0.8 0.5 2.2
5 0.45 0.5 0.8 0.5 2.2
6 0.28 0.3 0.5 0.3 1.4
7 0.48 0.5 0.8 0.5 2.3
8 0.48 0.5 0.8 0.5 2.3
TOTAL 2.79 2.9 4.8 3.1 13.6
13.6
MAN-HOURS AT ERECTION STAGE
DURATION OF ACTIVITIES AT ERECTION STAGE
O tempo total de processamento para cada sequeência gerada é calculado
através das informações da Tabela 9 e do modelo de “Flow Shop”. O cálculo do
tempo total de processamento através do modelo “Flow Shop” utiliza o seguinte
procedimento, onde
C
max
é o tempo total de processamento para cada alternativa:
C(J
i
, j) = max{C(J
i-1
, j), C(J
i
, j-1)} + p(J
i
, j)
C(J
1
, 1) = p(J
1
, 1)
C(J
i
, 1) = C(J
i-1
, 1) + p(J
i
, 1) for i = 2,…,n
C(J
1
, j) = C(J
1
, j-1) + p(J
1
, j) for j = 2,…,m
C
max
= C(J
n
, m)
P(i, j) = tempo de processamento para o trabalho I na máquina j
C(J
i
, j) = tempo de conclusão do trabalho I na máquina j
113
Com o objetivo de manter o problema apresentado como um problema de
maximização e considerando que quanto menor o tempo total de processamento
melhor é a alternativa, o inverso do tempo total de processamento foi utilizado. Então,
ao invés de minimizar o tempo total de processamento, o código irá maximizar o
inverso do tempo total de processamento (1/
C
max
).
Após o cálculo do tempo total de processamento, o Algoritmo Genético inicia
associando os tempos calculados às respectivas seqüências e então aplica o operador
de seleção. O código foi desenvolvido para acomodar dois operadores de seleção:
“Roulette Wheel” e “Tournament Selection”. Ambos os operadores são muito comuns
na literatura de AG. O operador de seleção “Tournament Selection” foi melhor nos
testes realizados, portanto os resultados apresentados a seguir consideram a utilização
desse operador.
Após a aplicação do operador de seleção, o operador modificado “crossover”-
mutação é aplicado. Um operador genético de elitismo é aplicado em seguida, com o
objetivo de garantir que a melhor alternativa de cada população não seja descartada. A
ordem de aplicação dos operadores também foi testada e constatou-se que aplicando
primeiro o operador de seleção e depois o “crossover”-mutação produz melhores
resultados. Os resultados apresentados consideram essa ordem.
Da Figura 34 a Figura 38 são apresentados resultados do modelo para
diferentes tamanhos de população e números de gerações. Cada figura apresenta o
valor máximo do inverso do tempo total de processamento e o valor médio para cada
rodada do modelo.
Finalmente, conclui-se que a programação das atividades de edificação é um
problema de considerável importância para as operações de um estaleiro. Através da
utilização de técnicas de otimização no estágio de edificação dos blocos no berço de
construção pode levar a importantes economias de tempo e a melhoras significativas
no balanceamento dos recursos nessa atividade crítica. O trabalho também indica que
a abordagem utilizada para otimização do processo de edificação é eficaz.
Figura 34 – Resultados com tamanho de população 10 e número de gerações 30
114
Figura 35 – Resultados com tamanho de população 20 e número de gerações 50
Figura 36 – Resultados com tamanho de população 30 e número de gerações 40
115
Figura 37 – Resultados com tamanho de população 30 e número de gerações 60
Figura 38 – Resultados com tamanho de população 50 e número de gerações 30
116
4.4. Simulação de Processos de Construção Naval
Com o objetivo de demonstrar a aplicação das duas técnicas apresentadas
acima (Agrupamento de Produtos Intermediários e Otimização da Edificação), foi
desenvolvido um modelo de Simulação de Eventos Discretos.
As três próximas seções deste Capítulo são dedicadas à descrição dos
procedimentos utilizados para o desenvolvimento de modelos de simulação
utilizando-se a Plataforma DELMIA; à apresentação detalhada de estimação de
parâmetros e da modelagem; e finalmente à apresentação de um modelo específico
para avaliação de estratégias de agrupamento de blocos e de edificação.
O trabalho a ser apresentado nesta seção foi estruturado em duas partes, cujos
objetivos são descritos abaixo (COPPE, 2008):
- Delineamento geral do problema e desenvolvimento de bancos de dados
relativos ao problema escolhido.
- Implantação do modelo, fazendo-se a integração dos bancos de dados e
módulos da plataforma DELMIA.
A primeira parte é dedicada à apresentação das atividades desenvolvidas para
delinear o problema. O objetivo principal foi definido como a modelagem de um
protótipo, envolvendo os principais processos para construção da estrutura de uma
embarcação, utilizando-se o sistema QUEST, que integra a plataforma DELMIA.
O trabalho realizado foi um exercício de aplicação de métodos para estudo de
tempos e processos na construção naval. Os métodos foram aplicados para os
produtos intermediários envolvidos na montagem de dois dos 22 blocos que compõem
um anel do corpo paralelo da embarcação-tipo.
Com relação aos recursos foi realizado um levantamento de máquinas,
equipamentos e de especialidades de trabalhadores normalmente empregados em
processos de construção naval. Feito isso, foram associados máquinas, equipamentos
e trabalhadores a áreas do estaleiro e, consequentemente, aos processos ali
desenvolvidos.
A segunda parte deste capítulo apresenta a implantação dos modelos
utilizando a plataforma DELMIA: DPM (Digital Process for Manufacturing), DPE
(Delmia Process Engineer) e QUEST.
Para o desenvolvimento dos modelos na plataforma DELMIA, inicialmente,
realizou-se a modelagem 3D do produto que foi definido em detalhes na etapa de
delineamento geral do problema.
Em paralelo, as informações disponíveis de produtos, processos e recursos
alimentaram modelos no DPE para análise de tempos de ciclo de processos e para
preparar o modelo a ser construído no simulador de eventos discretos QUEST. O DPE
permite que a estrutura de produtos seja modelada de forma simples e intuitiva,
ampliando o conhecimento do produto a ser fabricado e facilitando a análise de
processos e de dimensionamento dos recursos necessários para a produção eficiente.
Finalmente, o modelo desenvolvido no DPE foi, parcialmente, exportado para
o sistema QUEST. O modelo para todo o corpo paralelo da embarcação é um modelo
pesado, com um grande número de produtos intermediários e processos a serem
modelados. Com o objetivo de testar as dificuldades na exportação do modelo e de
117
desenvolver uma metodologia eficiente para obter um modelo QUEST funcional,
exportou-se apenas uma parte do modelo.
O protótipo do modelo geral do estaleiro desenvolvido, envolve a produção de
dois blocos, sendo consideradas somente as oficinas de submontagem e de montagem
de blocos planos, a linha de painéis planos, e as áreas de pré-edificação e de
edificação. Esse procedimento facilitou o entendimento dos problemas de adequação
do modelo e a geração de soluções para se obter o modelo de simulação integrando as
plataformas DPE e QUEST.
Ao longo do trabalho de implantação do modelo na plataforma DELMIA,
foram identificadas com clareza as atividades necessárias para acertar as lógicas de
processos e de roteamento, para estabelecer corretamente os fluxos de produtos, para
acertar detalhes de visualização e posicionamento de elementos, e, finalmente, para
configurar sistemas de movimentação de partes e componentes encontrados em um
estaleiro.
As informações referentes aos bancos de dados desenvolvidos nesta etapa do
trabalho (produtos intermediários, comprimentos de solda e tempos de processo) e
aproveitamento das chapas de aço se encontram em volume anexo.
A Figura 39 apresenta as etapas relativas ao desenvolvimento do protótipo do
modelo geral de simulação do estaleiro.
Figura 39 – Protótipo do modelo geral do estaleiro
4.4.1. Produto
4.4.1.1
Definição da embarcação-tipo
Uma das dificuldades encontradas no processo de modelagem do produto foi a
falta de dados e informações.
Não se dispunha de um projeto de navio contendo os desenhos de produção
com detalhes que seriam necessários para fazer o desenvolvimento completo do
modelo de simulação.
O primeiro passo foi, portanto, definir uma embarcação-tipo que pudesse ser
modelada levando em consideração a escassez de informações. A embarcação
escolhida foi um navio
Suezmax
, com as seguintes características:
118
-
Comprimento total – 270,0 m
-
Comprimento entre perpendiculares – 260,0 m
-
Boca – 45,5 m
-
Pontal – 24 m
-
Capacidade – 145.000 tpb
Foi utilizada uma seção mestra com detalhes dos elementos estruturais desse
navio, suficientes para elaborar o protótipo do modelo geral do estaleiro.
A partir da seção mestra disponível foi possível realizar a contagem e a
identificação de cada elemento estrutural para o corpo paralelo da embarcação em
questão. Os elementos estruturais da proa e da popa também foram levantados, com
base em desenhos com detalhes estruturais dessas regiões para navios semelhantes.
Para visualização preliminar do produto a ser modelado, foi gerado um plano
de linhas respeitando as características principais colocadas acima. O plano de linhas
foi exportado para o módulo de modelagem 3D de produto do sistema Delmia e foi
gerada uma superfície para representar a embarcação. O resultado é apresentado na
Figura 40.
Figura 40 – Visualização da embarcação-tipo
Após a definição da embarcação a ser modelada, realizou-se a divisão da
seção mestra em blocos. A Figura 41 apresenta a divisão de blocos adotada para a
seqüência do trabalho objeto deste trabalho.
O protótipo do modelo de simulação que será desenvolvido na presente etapa
abrange a estrutura do corpo paralelo do navio Suezmax.
119
Figura 41 – Seção mestra e divisão de blocos
Identificação dos Elementos do Produto
Para desenvolvimento do modelo era necessário que cada elemento do produto
a ser modelado pudesse ser classificado e as informações armazenadas
Com esse objetivo, desenvolveu-se uma Estrutura de Decomposição do
Trabalho – EDT, baseada no Método de Construção por Zonas (
Zone Construction
Method
).
120
A decomposição das atividades de construção naval orientada a produtos, com
base no Método de Construção por Zonas, acomoda três diferentes métodos
orientados a diferentes zonas de construção. Desse modo, atividades ligadas à
construção do casco,
outfitting
e pintura podem ser planejadas de maneira
coordenada, estabelecendo fluxos de trabalho mais eficientes. A integração é realizada
através de quatro componentes principais: o método de construção do casco em
blocos (
hull block construction method
– HBCM), o método de acabamento por zonas
(
zone outfitting method
– ZOFM), o método de pintura por zonas (
zone painting
method
– ZPFM), e a fabricação por famílias, como a fabricação de famílias de peças
de tubulação (
pipe piece family manufacturing
– PPFM).
Neste trabalho serão desenvolvidas a decomposição de produtos e a associação
de processos e recursos referentes ao método de construção do casco em blocos.
Dessa forma, os procedimentos de coleta de dados apresentados estão associados à
produção de elementos estruturais, sem consideração, por enquanto, de atividades
ligadas à fabricação e instalação de itens de
outfitting
e a pintura.
A Figura 42 ilustra as principais classes de produtos intermediários
consideradas.
O primeiro nível corresponde ao casco completo, considerando todos os
produtos intermediários que compõe a estrutura do casco de uma embarcação.
O casco é dividido em super-blocos ou anéis, que representam o segundo nível
da estrutura de produtos e estão associados ao processo de edificação no berço de
construção ou área de edificação.
Cada anel ou super-bloco é composto por blocos (planos, curvos, de praça de
máquinas e de superestrutura) que são acomodados no terceiro nível da estrutura. Os
blocos são obtidos através de processos de montagem de blocos desenvolvidos nas
estações de montagem de blocos que pertencem à oficina de montagem de blocos.
Cada bloco, por sua vez, é composto por painéis (planos e curvos) e
submontagens que ocupam o quarto nível da estrutura de produtos. Os produtos
intermediários do quarto nível da estrutura de produtos são processados em linhas de
painéis e em estações de submontagem, ambas pertencentes à oficina de
submontagem.
Os perfis fabricados e partes conformadas são acomodados no quinto nível da
estrutura e alimentam as linhas de painéis e estações de submontagem. A oficina de
fabricação de perfis e a oficina de conformação produzem perfis fabricados e partes
conformadas, respectivamente.
O sexto nível da estrutura de produtos acomoda as partes fabricadas (partes
paralelas, partes não paralelas e partes internas) que compõe os painéis e as
submontagens. As partes fabricadas são processadas na oficina de corte.
Finalmente, o sétimo e último nível é reservado para matérias-primas (chapas,
perfis, materiais e equipamentos). O processo associado é apenas de armazenagem,
realizado no pátio de armazenagem e no almoxarifado.
A Tabela 10 apresenta uma lista dos produtos intermediários considerados na
Estrutura de Decomposição do Trabalho desenvolvida neste trabalho. Nos campos
“input” da tabela se encontram os produtos intermediários necessários para a
montagem/fabricação de cada produto.
121
Figura 42 – Classes de produtos intermediários
Tabela 10 – Produtos intermediários
CÓDIGO PRODUTO INPUT_1 INPUT_2 INPUT_3 INPUT_4 INPUT_5
CHT chapa tratada
CH
PFT perfil tratado
PF
PNP partes não paralelas
CHT
PP partes paralelas
CHT
PI partes estrutuais internas
CHT
PCC partes com conformação complexa
PP
PCS partes com conformação simples
PP
PFCF perfil conformado
PP
PFF perfil fabricado
PP
PPL painel plano
PP PFF
PC painel curvo
PCC OU/E
PCS
PFCF E/OU
PFF
PCR painel corrugado
PP
122
Tabela 10 (cont.)
CÓDIGO PRODUTO INPUT INPUT INPUT INPUT INPUT
SM submontagem
PI PP
PCS E /OU
PCC
PNP
BP bloco plano
PPL SM
BC bloco curvo
PPL E/OU PC SM PCR
BPM bloco de praça de máquina
PPL E/OU PC SM
BSE bloco superestrutura
PPL E/OU PC SM CD/SP/CBP
BPP bloco plano pintado
BP
BCP bloco curvo pintado
BC
BSEP bloco superestrutura pintado
BSE
BPMP bloco praça de máquinas pintado
BPM
BCPM bloco curvo pintado montado
BCP
MO/SP/CBP/
CD
BPPM bloco plano pintado montado
BPP
MO/SP/CBP/
CD
BPMPM bloco pç máquina pintado montado
BPMP
MO/SP/CBP/
CD
BPPO bloco plano pintado c/ outfitting
BPP SP/CBP/CD
BCPO bloco curvo pintado c/ outfitting
BCP SP/CBP/CD
BPPMA bloco plano pintado montado aprovado
BPPM SP/CBP/CD
BCPMA bloco curvo pintado montado aprovado
BCPM SP/CBP/CD
BPPOA bloco plano pintado c/ outfitting aprov.
BPPO SP/CBP/CD
BCPOA bloco curvo pintado c/ outfitting aprov.
BCPO SP/CBP/CD
SBP super-bloco plano ou anel
BPPMA
MO/SP/CBP/
CD
SBC super-bloco curvo
BCPMA
MO/SP/CBP/
CD
SBSE super-bloco superestrutura
BSEP SP/CBP/CD
SBPM super-bloco praça maquina
BPMPM
MO/SP/CBP/
CD
C casco
SBP SBC SBSE
BPPMA/
BCPMA
MO/SP/CBP/
CD
TB tubos
TB
SP spools
TB
CB cabos
CB
CBP cabos processados
CB
MD materiais diversos
MD
CD componentes diversos
MD
ME máquinas e equipamentos
ME
MO Módulos
CD/SP/CBP/
ME
4.4.1.2
Codificação
Sistemas de codificação são ferramentas necessárias para o bom desempenho
das atividades de planejamento e controle. O sistema de codificação desenvolvido
para este trabalho segue a abordagem voltada para produtos intermediários em todos
os níveis de processos.
123
A estrutura de decomposição do trabalho apresentada acima é a base do
sistema, que agrupa por tipos de processos (realizados em áreas específicas do
estaleiro) os produtos intermediários considerados.
Desse modo, as três primeiras letras do código identificam o processo e a área
de processamento do elemento codificado em seguida. Os números seguintes,
separados por pontos, representam diferentes produtos intermediários.
A codificação da mão-de-obra, da mesma forma que a codificação de produtos
e processos, é organizada de acordo com a estrutura de produtos intermediários.
Assim, as estimativas e o consumo de mão-de-obra podem ser diretamente associados
a produtos fabricados/montados, aos processos de fabricação/montagem e à área de
processamento.
As quantidades de homens-hora estimadas ou consumidas podem, então, ser
diretamente associadas a linhas de produção, oficinas e áreas de trabalho. Permitindo,
assim, comparações entre homens-hora estimadas e o consumo real para a realização
de atividades dentro de uma área de processamento específica.
A Tabela 11 e a Tabela 12 apresentam, respectivamente, a estrutura e as
legendas das classes do sistema de codificação utilizado para o desenvolvimento deste
trabalho.
Os códigos são úteis para que, através de uma seqüência alfa-numérica, cada
produto, suas características e a área de processamento sejam facilmente
identificados. Por exemplo, o processo de submontagem de uma hastilha de um bloco
plano é representado por:
No exemplo acima, os três últimos campos estão zerados, pois o código se
refere a uma submontagem. Os campos posteriores estariam preenchidos se o
produto/processo representado estivesse em níveis hierárquicos mais baixos. O último
campo só aparece preenchido para representar matérias-primas (materiais e
equipamentos).
Levantamento e Armazenamento de Informações
Uma vez definida a embarcação-tipo a ser modelada, foi iniciada a fase de
levantamento de informações que dariam subsídio para a montagem dos bancos de
dados.
A seção mestra foi dividida em blocos com peso médio de 38 t e peso máximo
de 58,7 t. Os blocos têm pesos relativamente baixos, de forma que avaliações de
alternativas de estratégias de construção que utilizem blocos maiores podem ser
geradas a partir da agregação dos blocos já modelados, evitando-se o esforço de
modelar novamente o produto para considerar blocos maiores.
124
O levantamento de informações foi realizado manualmente, e mostrou-se uma
atividade extremamente trabalhosa. A partir da divisão de blocos foi realizada a
contagem individual dos elementos, a classificação, codificação e, finalmente, a
alimentação no banco de dados de produtos.
Também foi realizado, nessa fase, a obtenção e aferição das cotas para o
desenvolvimento do modelo 3D do produto. Os desenhos foram elaborados a partir da
seção mestra e das informações levantadas, utilizando-se o Delmia V5 Suite. O
processo de modelagem é abordado com mais detalhes a seguir.
A armazenagem das informações geradas sobre o produto foi realizada em um
banco de dados de produtos desenvolvido para este trabalho. O banco de dados de
produtos é apresentado no Anexo 3 e registra todos os elementos do corpo paralelo da
embarcação-tipo.
Lista de Materiais
A lista de materiais deve conter todos os produtos intermediários, suas
dimensões e peso, e a área e o estágio de produção de cada produto.
Dessa forma, é possível calcular os conteúdos de trabalho associados à
fabricação/montagem de cada produto intermediário e estimar as necessidades de
mão-de-obra a partir de indicadores de produtividade históricos.
As listas de materiais utilizadas para o desenvolvimento deste trabalho foram
obtidas através de consultas realizadas em banco de dados de produtos e processos.
O banco de dados (com mais de 1800 registros) é apresentado parcialmente no
Anexo 3 e exemplos de consultas realizadas são apresentadas no Anexo 4.
125
Tabela 11 – Estrutura do sistema de codificação
ESTÁGIO DE PRODUÇÃO IDENTIFICAÇÃO DO PRODUTO
COD PROCESSOS E SB B SM / MO PFPC PFCT M & E
A ARMAZENAGEM SBP -- 100 BP -- 1000 PPL -- 1000 PCC -- 1000 PP -- 1000 CH -- 1000
T TRATAMENTO SBC -- 200 BC -- 2000 PC -- 2000 PCS -- 2000 PNP -- 2000 PF -- 2000
FCT FABRICAÇÃO/ CORTE SBSE -- 300 BPM -- 3000 PCR -- 3000 PFCF -- 3000 PPF -- 3000 TB -- 3000
FPC FABRICAÇÃO/ PERFIS/ CONFORMAÇÃO SBPM -- 400 BSE -- 4000 SM -- 4000 PFF -- 4000 PI -- 4000 CB -- 4000
SM SUBMONTAGEM MO -- 5000 SP --5000 MD -- 5000
M MONTAGEM CBP -- 6000 ME -- 6000
PED PRÉ-EDIFICAÇÃO CD --7000
ED EDIFICAÇÃO
PB PINTURA DE BLOCOS
OM OUTFITTING NA MONTAGEM DE BLOCOS
OPED OUTFITTING NA PRÉ EDIFICAÇÃO
OED OUTFITTING NA EDIFICAÇÃO
IM INSTALAÇÃO DE MÓDULOS
AB ARMAZENAGEM DE BLOCOS
OAA OUTFITTING NA ÁREA DE ARMAZENAGEM
IB INSPEÇÃO DE BLOCOS
FO FABRICAÇÃO DE OUTFITTING
MM MONTAGEM DE MÓDULOS
126
Tabela 12 – Legenda de classes do sistema de codificação
COD PRODUTOS CLASSE
CHT CHAPA (10 MM) 1000
CHT CHAPA (11 MM) 2000
CHT CHAPA (12,5 MM) 3000
CHT CHAPA (14 MM) 4000
CHT CHAPA (15 MM) 5000
CHT CHAPA (16 MM) 6000
CHT CHAPA (19 MM) 7000
CHT CHAPA (21 MM) 8000
CHT CHAPA (22 MM) 9000
CHT CHAPA (31,5 MM) 10000
PP PARTE PARALELA (BARRA CHATA) 1000
PI PARTES ESTRUTURAIS INTERNAS (HASTILHA, PRUMOS, VAUS, ETC)
4000
PNP PARTE NÃO PARALELA CHAPA CORTADA 2000
PPF PERFIL FABRICADO 4000
PCS_C PARTE COM CONFORMAÇÃO SIMPLES (CHAPA CONFORMADA) 2000
PCS_F PARTE COM CONFORMAÇÃO SIMPLES (FLANGE) 2100
PPL_COD PAINEL PLANO DE COSTADO DUPLO 1000
PPL_CO PAINEL PLANO DE COSTADO 1100
PPL_CN PAINEL PLANO DE CONVÉS 1200
PPL_F PAINEL PLANO FUNDO 1300
PPL_TDF PAINEL PLANO TETO DO FUNDO 1400
PPL_TA PAINEL PLANO TANQUE DE ASA 1500
PPL_A PAINEL PLANO DE ANTEPARA 1600
PPL_AT PAINEL PLANO DE ANTEPARA TRANSVERSAL 1700
SM_H SUBMONTAGEM HASTILHA 4000
SM_TA SUBMONTAGEM TANQUE DE ASA 4100
SM_E SUBMONTAGEM ESCOA 4200
SM_CG SUBMONTAGEM CAVERNA GIGANTE 4300
SM_V SUBMONTAGEM VAU 4400
SM_PR SUBMONTAGEM PRUMO 4500
SM_L SUBMONTAGEM LONGARINA 4600
127
Famílias de Produtos
Com o objetivo de facilitar o entendimento e a modelagem do produto, foram
identificadas e classificadas as famílias de produtos idênticos em cada nível da
estrutura de produtos adotada para este trabalho. A cada família foi atribuído um
código que identifica o tipo de produto intermediário e um número. Dessa forma, o
código PP 01 significa que se trata de uma parte paralela pertencente à família 01, o
código PPL 01 se refere a um painel plano da família 01, o código SM_h 01 é uma
submontagem de hastilha da família 01 e assim por diante. Uma mesma família pode
conter vários elementos, mas um mesmo elemento não pode pertencer a duas famílias
diferentes.
Considerando que os produtos intermediários em todos os níveis podem ser
agrupados em famílias de produtos idênticos, o corpo paralelo da embarcação-tipo é
composto de 15 anéis com exatamente as mesmas características.
Cada um dos 15 anéis do corpo paralelo é composto de 22 blocos que podem
ser agrupados em 14 famílias, conforme pode ser observado na Tabela 13.
Tabela 13 – Famílias de blocos de corpo paralelo
PPL SM
Família
Qtde
Qtde
Qtde
Blocos
BP 01 1 3 6 1
BP 02 2 2 3 2 e 3
BP 03 2 2 3 4 e 5
BP 04 2 2 3 6 e 7
BP 05 2 2 4 8 e 9
BP 06 2 2 4 10 e 11
BP 07 2 2 4 12 e 13
BP 08 2 3 7 14 e 15
BP 09 2 1 3 16 e 17
BP 10 1 2 6 18
BP 11 1 1 6 19
BP 12 1 1 3 20
BP 13 1 1 3 21
BP 14 1 1 3 22
Cada bloco é composto por painéis e submontagens. Considerando os blocos
de corpo paralelo, foram levantados 49 painéis planos que podem ser agrupados em
20 famílias diferentes, e 66 submontagens agrupadas em 16 famílias. As famílias de
painéis planos e de submontagens são apresentadas na Tabela 14 e na Tabela 15,
respectivamente.
Tabela 14 – Famílias de painéis planos
PP PFF
Família Qtde Identificação
Qtde
Qtde
Blocos
PPL_f _ Painel Plano de Fundo Duplo
PPL 1 2
PPL_tdf _ Painel Plano de Teto de Fundo Duplo
3 8 1
PPL 2 1
PPL_l _ Painel de Longarina
1 1 1
PPL_f _ Painel Plano de Fundo Duplo
PPL 3 4
PPL_tdf _ Painel Plano de Teto de Fundo Duplo
2 6 2 e 3
128
Tabela 14 (cont.)
PP PFF
Família Qtde Identificação
Qtde
Qtde
Blocos
PPL_f _ Painel Plano de Fundo Duplo
PPL 4 4
PPL_tdf _ Painel Plano de Teto de Fundo Duplo
2 7 4 e 5
PPL 5 2
PPL_f _ Painel Plano de Fundo Duplo
3 7 6 e 7
PPL 6 2
PPL_tdf _ Painel Plano de Teto de Fundo Duplo
1 1 6 e 7
PPL 7 2
PPL_co_Painel Plano de Costado
2 5 8 e 9
PPL 8 8
PPL_e _ Painel de Escoa
3 8,9,10,11,12,13,14 e 15
PPL 9 2
PPL_ta _ painel Plano de Tanque de Asa
2 6 8 e 9
PPL_co_Painel Plano de Costado
PPL 10 4
PPL_cod _ Painel Plano de Costado Duplo
2 6 10 e 11
PPL_co_Painel Plano de Costado
PPL 11 4
PPL_cod _ Painel Plano de Costado Duplo
2 5 12 e 13
PPL_co_Painel Plano de Costado
PPL 12 4
PPL_cod _ Painel Plano de Costado Duplo
2 6 14 e 15
PPL 13 2
PPL_cn_ Painel Plano de Convés
1 2 14 e 15
PPL 14 2
PPL_cn_ Painel Plano de Convés
5 16 16 e 17
PPL 15 1
PPL_cn_ Painel Plano de Convés
3 7 18
PPL 16 1
PPL_a_ Painel Plano de Antepara
2 5 18
PPL 17 1
PPL_a_ Painel Plano de Antepara
1 5 19
PPL 18 1
PPL_a_ Painel Plano de Antepara
1 7 20
PPL 19 1
PPL_a_ Painel Plano de Antepara
2 5 21
PPL 20 1
PPL_a_ Painel Plano de Antepara
2 5 22
Tabela 15 – Famílias de submontagens
PP PI PCS_f PNP
Família Qtde Identificação
Qtde
Qtde
Qtde
Qtde
Blocos
SM 1 3
SM_h _ Submontagem de Hastilha
6 1 1
SM 2 3
SM_h _ Submontagem de Hastilha
7 1 1
SM 3 3
SM_h _ Submontagem de Hastilha
8 1 2.3
SM 4 3
SM_h _ Submontagem de Hastilha
9 1 4.5
SM 5 6
SM_ ta _ Submontagem de Tanque de Asa
8 1 1 6 e 7
SM 6 6
SM_ ta _ Submontagem de Tanque de Asa
8 2 1 8 e 9
SM 7 6
SM_cg _ Submontagem de Caverna Gigante
5 1 10 e 11
SM 8 6
SM_cg _ Submontagem de Caverna Gigante
7 1 12 , 13,14 e 15
SM 9 6
SM_v _ Submontagem de Vau
1 1 14 e 15
SM 10 6
SM_v _ Submontagem de Vau
13 2 1 16 e 17
SM 11 3
SM_v _ Submontagem de Vau
7 2 1 2 18
SM 12 3
SM_pr _ Submontagem de Prumo
9 2 1 18
SM 13 3
SM_pr _ Submontagem de Prumo
22 1 2 2 19
SM 14 3
SM_pr _ Submontagem de Prumo
8 1 2 2 20
SM 15 3
SM_pr _ Submontagem de Prumo
6 1 21
SM 16 3
SM_pr _ Submontagem de Prumo
7 2 1 1 22
Para cada anel do corpo paralelo foram levantadas 1.290 partes paralelas a
serem fabricadas a partir de chapas de aço. O total de partes paralelas pode ser
agrupado em 69 famílias diferentes, de acordo com a Tabela 16.
129
Tabela 16 – Famílias de partes paralelas
Partes Paralelas
Família
Comprimento
(mm)
Largura
(mm)
Espessura
(mm)
Quantidade
PP 01 12000 3000 12,5/21 20
PP 02 12000 1500 21 2
PP 03 2400 200 21 2
PP 04 1700 200 12.5 138
PP 05 850 100 10 36
PP 06 1700 100 11 3
PP 07 12000 1380 21 2
PP 08 12000 450 12.5 263
PP 09 12000 250 12.5 263
PP 10 2200 200 12.5 24
PP 11 2000 150 12.5 6
PP 12 2400 200 12.5 6
PP 13 12000 2650 12.5 2
PP 14 12000 2400 12.5 8
PP 15 12000 100 11 16
PP 16 12000 972 12.5 2
PP 17 950 200 12.5 12
PP 18 800 200 12.5 15
PP 19 2500 200 12.5 9
PP 20 1000 200 12.5 6
PP 21 12000 2660 12.5 4
PP 22 5660 200 11 12
PP 23 12000 2460 12.5 5
PP 24 2300 200 11 24
PP 25 2800 200 11 51
PP 26 12000 2580 12.5 4
PP 27 4800 1300 12.5 3
PP 28 850 100 11 60
PP 29 12000 1410 12.5 3
PP 30 1300 200 12.5 9
PP 31 1450 200 12.5 9
PP 32 1500 200 12.5 9
PP 33 1750 200 12.5 9
PP 34 1800 200 12.5 9
PP 35 2600 200 12.5 30
PP 36 2700 200 12.5 18
PP 37 3400 200 12.5 9
PP 38 12000 495 12.5 2
PP 39 1400 200 12.5 3
PP 40 1500 150 12.5 3
PP 41 2900 200 12.5 3
PP 42
1500
200
11
24
PP 43
1700
150
11
3
PP 44
5100
200
12.5
3
PP 4
5
1900
200
12.5
3
PP 4
6
4850
200
12.5
3
PP 47
12000
960
12.5
1
130
Tabela 16 (cont.)
Partes Paralelas
Família
Comprimento
(mm)
Largura
(mm)
Espessura
(mm)
Quantidade
PP 48
3400
200
11
9
P
P 49
12000
5660
12.5
1
PP 50
2500
200
11
9
PP 51
1650
200
11
9
PP 52
2700
200
11
9
PP 53
12000
4680
12.5
1
PP 54
1700
200
11
24
PP 55
4000
200
11
3
PP 56
1250
200
11
3
PP 57
1300
200
11
3
PP 58
2200
200
11
3
PP 59
3350
200
11
6
PP 60
1900
200
11
3
PP 61
1000
200
11
3
PP 62
2900
200
11
3
PP 63
800
200
11
3
PP 64
450
200
11
3
PP 65
3250
700
12.5
3
PP 66
12000
3000
12.5
38
PP 67
12000
950
12.5
2
PP 68
12000
2504
12.5
2
PP 6
9
12000
2720
12.5
1
Matéria-Prima
Uma vez conhecidos os elementos estruturais que compõem o casco da
embarcação-tipo no nível das partes fabricadas, foi definida a forma como esses
elementos se agrupariam para conhecer a necessidade de chapas de aço.
A definição das partes a serem obtidas de uma chapa de aço através de um
plano de corte é denominada
nesting
. O
nesting
realizado neste trabalho foi obtido
através de uma versão demonstração do
software CutLogic
, obtido no site da empresa
desenvolvedora do aplicativo
12
. O aplicativo otimiza os planos de corte a partir de
informações sobre a partes a serem fabricadas e do tamanho da chapa.
O
nesting
foi realizado para o conjunto de partes necessárias para a montagem
de um anel da embarcação-tipo. As partes são divididas em: partes paralelas, partes
não-paralelas e partes internas. O tamanho de chapa padrão considerado é de 3 m x 12
m, com espessuras de 10 mm, 11 mm, 12,5 mm, 14 mm, 15 mm, 16 mm, 19 mm, 21
mm e 31,5 mm. Os relatórios com detalhes sobre os planos de corte obtidos estão no
Anexo I.
É necessário, conforme o
nesting
realizado, um total de 268 chapas de aço
para cortar todas as partes referentes a um anel da embarcação-tipo, das quais 221
para o corte de partes paralelas, 6 para partes não paralelas e 41 para partes internas.
Os planos de corte obtidos e a quantidade de vezes que cada um se repete, para
a obtenção das partes fabricadas necessárias para a montagem de um anel do corpo
paralelo da embarcação-tipo, são apresentados na Tabela 17, na Tabela 18 e na Tabela
19.
12
http://tmachines.com/index.htm
131
Tabela 17 – Planos de corte para partes paralelas
Plano de Corte
Repetições do
Plano de Corte
PC 1 1
PC 2 1
PC 3 1
PC 4 1
PC 5 1
PC 6 36
PC 7 8
PC 8 1
PC 9 4
PC 10 1
PC 11 1
PC 12 1
PC 13 48
PC 14 1
PC 15 5
PC 16 1
PC 17 1
PC 18 4
PC 19 6
Plano de Corte
Repetições do
Plano de Corte
PC 20 1
PC 21 1
PC 22 1
PC 23 1
PC 24 1
PC 25 1
PC 26 1
PC 27 1
PC 28 1
PC 29 20
PC 30 2
PC 31 1
PC 32 12
PC 33 25
PC 34 12
PC 35 3
PC 36 3
PC 37 10
PC 38 1
Tabela 18 – Planos de corte para partes não-paralelas
Plano de Corte
Repetições do
Plano de Corte
PCN 1 1
PCN 2 3
PCN 3 3
PCN 4 1
Tabela 19 – Planos de corte para partes internas
Plano de Corte
Repetições do
Plano de Corte
PCI 1 1
PCI 2 2
PCI 3 3
PCI 4 6
PCI 5 1
PCI 6 3
PCI 7 1
PCI 8 1
PCI 9 3
PCI 10 3
Plano de Corte
Repetições do
Plano de Corte
PCI 11 1
PCI 12 1
PCI 13 6
PCI 14 1
PCI 15 1
PCI 16 1
PCI 17 1
PCI 18 1
PCI 19 1
PCI 20 1
4.4.2. Processos
Áreas do Estaleiro
O mapeamento dos processos encontrados em um estaleiro partiu da
identificação das áreas de trabalho do estaleiro e da associação de cada área com os
respectivos produtos intermediários.
A Tabela 20 apresenta as áreas, as linhas de produção e oficinas de trabalho
identificadas neste trabalho. Nessas áreas do estaleiro são desenvolvidos os processos
de fabricação/montagem de todos os produtos intermediários e são alocados recursos
132
necessários para a execução das atividades. A Figura 43 mostra a associação entre os
produtos intermediários e as áreas do estaleiro.
Tabela 20 – Áreas, linhas de produção e oficinas de trabalho
PA
PÁTIO DE AÇO
LT
LINHA DE TRATAMENTO
OCT
OFICINA DE CORTE
OCN
OFICINA DE CONFORMAÇÃO
OFP
OFICI. FAB. PERFIS
LPP
LINHA DE PAINÉIS PLANOS
LPC
LINHA DE PAINÉIS CURVOS
OSB
OFICINA DE SUBMONTAGEM
OMT
OFICINA DE MONTAGEM
OMTSE
OFIC. MONT. SUPER ESTRUTURA
OFT
OFICINA TUBULAÇÃO
OEL
OFICINA ELÉTRICA
ODV
OFICINA MATERIAIS DIVERSOS
OMM
OFICINA MONTAGEM MÓDULOS
OPB
OFICINA DE PINTURA
OIM
OFICINA INSTALAÇÃO MÓDULOS
AAB
ÁREA ARMAZENAGEM BLOCOS
AOB
ÁREA DE OUTFITTING DE BLOCOS
AIB
ÁREA DE INSPEÇÃO DE BLOCOS
PED
ÁREA DE PRÉ-EDIFICAÇÃO
AED
ÁREA DE EDIFICAÇÃO
CACB
CAIS DE ACABAMENTO
4.4.2.1
Conteúdo de Trabalho
Uma vez definidas as estações de trabalho e os produtos intermediários
associados a cada estação, é necessário conhecer o conteúdo de trabalho associado aos
processos de fabricação/montagem.
O peso de cada elemento estrutural foi a primeira informação extraída do
banco de dados do produto relacionada ao conteúdo de trabalho nas estações de
trabalho. Funções de tempo de processo adotadas neste trabalho consideram o peso
dos elementos como uma variável, como será visto no próximo capítulo. Além disso,
é uma informação importante para que, posteriormente, indicadores de produtividade
baseados no peso dos produtos intermediários (hh/tonelada) possam ser estimados e
validados a partir de dados reais de produção para um estaleiro específico. Tal
informação só será utilizada após a obtenção, através de modelo de simulação, do
tempo total de produção e da quantidade de trabalhadores alocada para a produção de
um conjunto de produtos intermediários em cada área do estaleiro considerada. Dessa
forma, será possível obter o total de horas-homem necessárias para a produção de um
conjunto definido de produtos intermediários e, por conseqüência, o indicador de
produtividade (hh/tonelada).
133
CH
PA
CH
CH
LT
CHT
CHT
OCT
PNP
PP
PNP
OCN
PCC
PP
OFP
PFF
PP
PCS
PFCF
PP
LPP
PPL
PFF
LPC
PC
PI
OSB
SM
PFF
PP
PCR
PP
TB
OFT
SP
PCC
PCS
PCS
PCC
PFCF
PNP
CB
OEL
CBP
PPL
OMT
BP
PPL
OMTSE
BSE
PCR
BC
SM
PC
BPM
SP
MD
ODV
CD
SM
CBP
SP
CD
CBP
CD
MO
CD
OMM
MO
SP
CBP
BP
OPB
BPP
BPP
OIM
BPPM
BP
AAB
BP
ME
BC
BCP
BCP
BCPM
BC
BC
BSE
BSEP
BPMP
BPMPM
BPM
BPM
BPM
BPMP
SP
BSE
BSE
CBP
CD
MO
BPP
AOB
BPPO
BCP
BCPO
SP
ME
ALM
ME
CBP
CD
BPPM
AIB
BPPMA
BCPM
BCPMA
BPPO
BPPOA
BCPO
BCPOA
BCPMA
PED
SBP
BPPMA
SBC
BSEP
SBSE
BPMPM
SBPM
SP
CBP
CD
MO
BPPOA
BCPOA
SBP
AED
C
SBC
SBSE
SBPM
SP
CBP
CD
MO
C
CACB
EMBARCAÇÃO
SP
CBP
CD
MO
Figura 43 – Diagrama de áreas, linhas de produção e oficinas de trabalho
134
Outras informações sobre o conteúdo de trabalho se referem ao comprimento
de corte em áreas associadas a processos de fabricação de partes e ao comprimento de
solda nas áreas do estaleiro relacionadas a processos de montagem. Os comprimentos
de corte e de solda foram obtidos manualmente, a partir dos planos de corte gerados e
da identificação de cada linha de solda, do comprimento e da posição de solda.
A Tabela 21 mostra os pesos dos blocos definidos a partir da seção mestra
adotada para o desenvolvimento deste trabalho. Os blocos são processados na área de
montagem de blocos (OMT).
Tabela 21 – Peso de blocos
Bloco
Peso (t)
1001 58.7
1002 44
1003 44
1004 39.9
1005 39.9
1006 35.6
1007 35.6
1008 38.3
1009 38.3
1010 39.4
1011 39.4
1012 33.6
Bloco Peso (t)
1013 33.6
1014 36.8
1015 36.8
1016 40.3
1017 40.3
1018 48.3
1019 15.8
1020 28.3
1021 32.5
1022 38.2
Média 39,5
A Tabela 22 mostra os pesos dos painéis planos definidos a partir dos blocos
adotados para o desenvolvimento deste trabalho. Os painéis planos são processados na
linha de painéis planos (LPP).
Tabela 22 – Peso de painéis planos
Bloco Painel Plano Código Peso (t)
1001 1301 PPL_f 21.4
1001 1401 PPL_tdf 21.4
1002 1301 PPL_f 16.8
1002 1401 PPL_tdf 16.8
1003 1301 PPL_f 16.8
1003 1401 PPL_tdf 16.8
1004 1301 PPL_f 17.7
1004 1401 PPL_tdf 17.7
1005 1301 PPL_f 17.7
1005 1401 PPL_tdf 17.7
1006 1301 PPL _f 13.9
1006 1401 PPL _tdf 3.5
1007 1301 PPL _f 13.9
1007 1401 PPL _tdf 3.5
1008 1100 PPL _co 10.8
1008 1601 PPL _ta 9.6
1009 1100 PPL _co 10.8
1009 1601 PPL _ta 9.6
1010 1001 PPL_cod 11.6
135
Tabela 22 (cont.)
Bloco Painel Plano Código Peso (t)
1010 1101 PPL _co 11.6
1011 1001 PPL_cod 11.6
1011 1101 PPL _co 11.6
1012 1001 PPL_cod 10.6
1012 1101 PPL _co 10.6
1013 1001 PPL_cod 10.6
1013 1101 PPL _co 10.6
1014 1001 PPL_cod 11.5
1014 1101 PPL_co 11.5
1014 1201 PPL_cn 4.5
1015 1001 PPL_cod 11.5
1015 1101 PPL_co 11.5
1015 1201 PPL_cn 4.5
1016 1201 PPL_cn 29.0
1017 1201 PPL_cn 29.0
1018 1701 PPL_v 13.4
1018 1800 PPL_pr 13.4
1019 1501 PPL_a 8.8
1020 1601 PPL_a 10.6
1021 1601 PPL_a 12.4
1022 1601 PPL_a 9.6
Média 16,76
A Tabela 23 mostra os pesos das submontagens definidas a partir dos blocos
adotados para o desenvolvimento deste trabalho. As submontagens são processadas na
oficina de submontagem (OSM).
Tabela 23 – Peso de submontagens
Bloco Submontagem Código
Peso (t)
1001 4001 SM_h 1.6
1001 4002 SM_h 1.6
1001 4003 SM_h 1.6
1001 4004 SM_h 1.5
1001 4005 SM_h 1.5
1001 4006 SM_h 1.5
1001 4601 SM_l 7.9
1002 4001 SM_h 2.2
1002 4002 SM_h 2.2
1002 4003 SM_h 2.2
1003 4001 SM_h 2.2
1003 4002 SM_h 2.2
1003 4003 SM_h 2.2
1004 4001 SM_h 2.0
1004 4002 SM_h 2.0
1004 4003 SM_h 2.0
1005 4001 SM_h 2.0
1005 4002 SM_h 2.0
1005 4003 SM_h 2.0
1006 4101 SM _ta
3.3
1006 4102 SM _ta
3.3
1006 4103 SM _ta
3.3
1007 4101 SM _ta
3.3
Bloco Submontagem Código
Peso (t)
1007 4102 SM _ta
3.3
1007 4103 SM _ta
3.3
1008 4201 SM _e 3.0
1008 4101 SM _ta
3.6
1008 4102 SM _ta
4.2
1008 4103 SM _ta
4.2
1009 4201 SM _e 3.0
1009 4101 SM _ta
3.6
1009 4102 SM _ta
4.2
1009 4103 SM _ta
4.2
1010 4201 SM_e 2.9
1010 4301 SM_cg 1.9
1010 4302 SM_cg 1.9
1010 4303 SM_cg 1.9
1011 4201 SM_e 3.0
1011 4301 SM_cg 1.9
1011 4302 SM_cg 1.9
1011 4303 SM_cg 1.9
1012 4201 SM_e 3.0
1012 4301 SM_cg 1.4
1012 4302 SM_cg 1.4
136
Tabela 23 (cont.)
Bloco Submontagem Código
Peso (t)
1012 4303 SM_cg 1.4
1013 4201 SM_e 3.0
1013 4301 SM_cg 1.4
1013 4302 SM_cg 1.4
1013 4303 SM_cg 1.4
1014 4201 SM_e 3.0
1014 4401 SM_v 0.9
1014 4402 SM_v 0.9
1014 4403 SM_v 0.9
1014 4301 SM_cg 1.4
1014 4302 SM_cg 1.4
1014 4303 SM_cg 1.4
1015 4201 SM_e 3.0
1015 4401 SM_v 0.9
1015 4402 SM_v 0.9
1015 4403 SM_v 0.9
1015 4301 SM_cg 1.4
1015 4302 SM_cg 1.4
1015 4303 SM_cg 1.4
1016 4401 SM_v 2.9
1016 4402 SM_v 2.9
1016 4403 SM_v 2.9
1017 4401 SM_v 2.9
1017 4402 SM_v 2.9
1017 4403 SM_v 2.9
1018 4401 SM_v 3.0
1018 4402 SM_v 3.0
1018 4403 SM_v 3.0
1018 4501 SM_pr 1.5
1018 4502 SM_pr 1.5
1018 4503 SM_pr 1.5
1019 4501 SM_pr 4.0
1019 4502 SM_pr 4.2
1019 4503 SM_pr 4.2
1019 4401 SM_v 0.7
1019 4402 SM_v 0.7
1019 4403 SM_v 0.7
1020 4501 SM_pr 2.2
1020 4502 SM_pr 2.2
1020 4503 SM_pr 2.2
1021 4501 SM_pr 3.2
1021 4501 SM_pr 3.2
1021 4501 SM_pr 3.2
1022 4501 SM_pr 8.3
1022 4502 SM_pr 8.3
1022 4503 SM_pr 8.3
Média 2.55
137
Os comprimentos de corte foram obtidos a partir da identificação das partes a
serem obtidas de cada plano de corte. Considerando então as dimensões das partes foi
possível obter o comprimento de corte total para os planos de corte definidos através
do
nesting
.
A Tabela 24, Tabela 25 e a Tabela 26 mostram os comprimentos de corte
associados a cada plano de corte. Os planos de corte são processados na oficina de
corte (OCT). Os comprimentos de corte igual a zero significam que a chapa será
utilizada inteira, sem recortes. O processo na oficina de corte se resume, então, à
preparação de quinas para soldagem.
Tabela 24 – Comprimento de corte de partes paralelas
Plano de Corte Comp. Corte (mm)
PC 1 34.200
PC 2 292.250
PC 3 198.820
PC 4 199.610
PC 5 79.540
PC 6* 0
PC 7 39.600
PC 8 25.600
PC 9 27.950
PC 10 49.200
PC 11 63.400
PC 12 62.800
PC 13 84.000
PC 14 51.400
PC 15 36.000
PC 16 74.800
PC 17 124.200
PC 18 24.000
PC 19 132.000
PC 20 25.800
PC 21 137.550
PC 22 17.900
PC 23 12.000
PC 24 12.000
PC 25 62.130
PC 26 14.700
PC 27 18.950
PC 28 1.800
PC 29* 0
PC 30 24.000
PC 31 12.000
PC 32 11.000
PC 33 33.752
PC 34* 0
PC 35 51.930
138
Tabela 24 (cont.)
Plano de Corte Comp. Corte (mm)
PC 36 9.740
PC 37 97.056
PC 38 64.704
Média 57.166,67
Tabela 25 – Comprimento de corte de partes não-paralelas
Plano de Corte Comp. Corte (mm)
PCN 1 11.500
PCN 2 40.900
PCN 3 34.500
PCN 4 18.200
Média 26.275
Tabela 26 – Comprimento de corte de partes internas
Plano de Corte Comp. Corte (mm)
PCI 1 14.000
PCI 2 13.200
PCI 3 14.920
PCI 4 13.500
PCI 5 14.400
PCI 6 14.920
PCI 7 17.100
PCI 8 16.600
PCI 9 6.000
PCI 10 5.400
PCI 11 4.800
PCI 12 2.400
PCI 13 16.630
PCI 14 6.000
PCI 15 9.800
PCI 16 6.800
PCI 17 62.130
PCI 18 5.700
PCI 19 68.502
PCI 20 33.303
Média 17.305,25
Os comprimentos de solda foram obtidos a partir da identificação de cada
linha individual de solda e do estágio de produção. Foram, então, levantados os
comprimentos associados a cada linha e as respectivas posições de solda. As
informações levantadas foram consolidadas em um banco de dados apresentado no
Anexo III. Consultas realizadas nesse banco de dados permitiram a agregação dos
dados para geração das tabelas apresentadas nesta tese.
A Tabela 27 apresenta os comprimentos e as posições de solda das interfaces
entre blocos na área de edificação. Como exposto anteriormente, o corpo paralelo da
embarcação-tipo é composto de 15 anéis, e cada anel é composto de 22 blocos. Os
139
valores apresentados abaixo se referem às interfaces entre dois blocos iguais
pertencentes a dois anéis diferentes. A estratégia de edificação adotada neste trabalho
é por anéis, ou seja, o comprimento total da Tabela 27 deve ser considerado como o
conteúdo de trabalho presente no processo de edificação de cada anel. No entanto, a
informação como está apresentada permite que alternativas de estratégias de
edificação sejam avaliadas sem a necessidade de levantamento adicional de
informações.
Tabela 27 – Comprimento de solda na área de edificação
(em metros)
Interface de Edificação Flat Horizontal Overhead Vertical Total
1001A-1001B 15 8.5 18.87 42.42
1002A-1002B 10.9 5.4 10.2 26.52
1003A-1003B 10.9 5.4 10.2 26.52
1004A-1004B 11.2 5.4 10.2 26.76
1005A-1005B 11.2 5.4 10.2 26.76
1006A-1006B 17.5 11.22 28.69
1007A-1007B 10.2 4.5 14.03 28.69
1008A-1008B 2.5 10.6 13.32 26.42
1009A-1009B 2.5 10.6 13.32 26.42
1010A-1010B 2.5 16.7 10.2 29.42
1011A-1011B 2.5 16.7 10.2 29.42
1012A-1012B 2.5 15.4 8.5 26.42
1013A-1013B 15.4 2.5 8.5 26.42
1014A-1014B 5.4 5.1 21.36 31.86
1015A-1015B 5.4 5.1 21.36 31.86
1016A-1016-B 13.8 19.5 33.27
1017A-1017-B 13.8 19.5 33.27
1018A-1018B 13.0 1.7 19.5 3.22 37.41
1019A-1019-B 3.4 5.76 9.16
1020A-1020-B 5.1 8.16 13.26
1021A-1021-B 5.9 8.61 14.56
1022A-1022-B 4.2 6.93 11.18
Média
8.75 8.43 11.86 11.22 26.67
Total geral 122.35 168.80 71.21 224.36 586.72
Os comprimentos de solda das interfaces de pré-edificação de um anel são
apresentados na Tabela 28. As interfaces foram mapeadas de forma a permitir que
diferentes seqüências de pré-edificação de um anel pudessem ser avaliadas. Para uma
seqüência específica devem ser agregadas as respectivas interfaces apresentadas na
Tabela 28.
Tabela 28 – Comprimento de solda na área de pré-edificação
(em metros)
Posição
Interface de Pré-Edificação
Flat Horizontal Vertical
Total
1001-1002 24 8.16 32.16
1001-1003 24 8.16 32.16
1002-1004 24 8.16 32.16
1003-1005 24 8.16 32.16
1004-1006 24 8.16 32.16
140
Tabela 28 (cont.)
Posição
Interface de Pré-Edificação
Flat Horizontal Vertical
Total
1005-1007 24 8.16 32.16
1006-1008 33.6 33.6
1007-1009 33.6 33.6
1008-1010 24 7.2 31.2
1009-1011 24 7.2 31.2
1010-1012 24 7.2 31.2
1011-1013 24 7.2 31.2
1012-1014 24 7.2 31.2
1013-1015 24 7.2 31.2
1014-1016 24 9 33
1015-1017 12 9 21
1016-1018 12 5.1 17.1
1017-1018 17.1 17.1
1018-1019 21 21
1019-1020 21 21
1020-1021 21 21
1001-1022 53.1 53.1
1021-1022 21 21
Média 23.46 29.40 7.68 29.25
Total geral 469.2 88.2 115.26 672.66
Os dados agregados de comprimento de solda na oficina de montagem de
blocos são apresentados na Tabela 29 para cada um dos 22 blocos considerados neste
trabalho.
Tabela 29 – Comprimento de solda na oficina de montagem de blocos
(em metros)
Posição
Bloco
Flat Vertical
Total
1001 78 50.85 128.85
1002 44.65 16.8 61.45
1003 44.65 16.8 61.45
1004 40.74 20.25 60.99
1005 40.74 20.25 60.99
1006 23.25 18.9 42.15
1007 23.25 18.9 42.15
1008 64.5 52.95 117.45
1009 64.5 52.95 117.45
1010 69.95 31.5 101.45
1011 62.75 38.7 101.45
1012 70.8 31.5 102.3
1013 70.8 31.5 102.3
1014 141.75 27.9 169.65
1015 126 43.65 169.65
1016 57.75 50.4 108.15
1017 57.75 50.4 108.15
1018 79.2 56.7 135.9
1019 26.55 9 35.55
1020 26.55 9 35.55
141
Tabela 29 (cont.)
Posição
Bloco
Flat Vertical
Total
1021 35.25 12.6 47.85
1022 25.35 21.6 46.95
Média 57.94 31.05 88.99
Total geral 1274.73 683.1 1957.83
Os comprimentos de solda necessários para produzir todos os perfis, painéis e
submontagens dos 22 blocos que compõem cada anel do corpo paralelo da
embarcação-tipo são apresentados na Tabela 30. Tais produtos são processados na
oficina de fabricação de perfis (OFP), na linha de painéis planos (LPP) e oficina de
submonagem (OSB), respectivamente.
Tabela 30 – Comprimento de solda na linha de painéis planos, na oficina de
fabricação de partes e na oficina de submontagem
(em metros)
Bloco LPP OFP OSB Total
1001 276 228 65.64 569.64
1002 168 144 36.3 348.3
1003 168 144 36.3 348.3
1004 192 168 41.4 401.4
1005 192 168 41.4 401.4
1006 120 96 52.53 268.53
1007 120 96 52.53 268.53
1008 84 132 69.9 285.9
1009 84 132 69.9 285.9
1010 168 144 66.51 378.51
1011 168 144 66.51 378.51
1012 144 120 63.15 327.15
1013 144 120 63.15 327.15
1014 192 168 65.25 425.25
1015 192 168 65.25 425.25
1016 252 192 104.1 548.1
1017 252 192 104.1 548.1
1018 240 192 143.25 575.25
1019 72 60 61.8 193.8
1020 72 60 45.9 177.9
1021 96 84 72.45 252.45
1022 72 60 201.6 333.6
Média 157.64 136.91 72.22 366.77
Total geral 3468 3012 1588.92 8068.92
4.4.2.2
Tempos de Processo
Além do conhecimento de todos os produtos a serem fabricados/montados, das
áreas do estaleiro onde cada produto será processado, e do conteúdo de trabalho
associado a cada processo, é preciso conhecer os tempos de processo. Conhecidos os
tempos de processo, os modelos de simulação e manufatura digital podem ser
alimentados.
No entanto, os modelos são sensíveis à qualidade das estimativas dos tempos
de processo adotadas. A obtenção de dados de tempos de processo exige um esforço
considerável de coleta e armazenagem de dados estruturadas, seja qual for o nível de
detalhe de processos dos modelos.
142
Dados de produção como os requeridos são de difícil acesso e altamente
estratégicos. No entanto, o acesso a esses dados para o desenvolvimento de protótipos
de modelos não é estritamente necessário. Portanto, optou-se por desenvolver uma
metodologia para coleta e análise de dados de tempos de processos, e calcular os
tempos com base em funções encontradas em referências disponíveis.
Não foi realizado nenhum esforço de coleta direta de dados de produção. A
elaboração de modelo de simulação específico para um determinado estaleiro
demandará obtenção e análise de dados de tempos de processos daquela unidade.
A metodologia adotada é composta de duas linhas diferentes: a primeira é
voltada para a obtenção de estimativas detalhadas do tempo de ciclo de produção de
produtos selecionados, e a segunda tem o foco na relação entre as várias áreas do
estaleiro utilizando-se as estimativas obtidas para os produtos selecionados.
As estimativas detalhadas foram realizadas através do mapeamento de cada
atividade relacionada com a fabricação/montagem de um determinado produto. A
cada atividade mapeada estão associados parâmetros de conteúdo de trabalho, que são
substituídos nas funções de tempo adotadas para o cálculo do tempo estimado.
Tais estimativas são extremamente trabalhosas de serem obtidas devido ao
minucioso detalhamento das atividades. Por exemplo, a estimativa do tempo de ciclo
na oficina de montagem de bloco, para a montagem do bloco 1001 da embarcação-
tipo, envolve mais de 500 registros de atividades distintas.
Realizou-se esse tipo de estimativa para todos os produtos intermediários
relacionados à montagem dos blocos 1001 e 1002. Os registros foram armazenados
em um banco de dados apresentado no Anexo V. Apesar de trabalhosa, a estimativa
detalhada dos tempos dos processos foi uma atividade importante no processo de
conhecimento do problema.
A seguir serão apresentados uma série de dados utilizados para a elaboração
das estimativas detalhadas dos tempos de processos.
A Tabela 31 apresenta as funções de tempo adotadas para atividades ligadas
diretamente ao trabalhador.
Tabela 31 – Parâmetros de tempo associados ao trabalhador
Descrição Tempo Unidade
Caminhar
60
m/min
Pegar/soltar controle ponte rolante
0.1
min
Ajuste para início operação ponte rolante
2
min
Alinhamento e fixação
2
min
Inspeção de solda
1
min/m
Liberação
de peça
2
min
A função de tempo adotada para movimentação das pontes rolantes é a
seguinte:
Ttotal = [d/(Vh – α*P)] + [h/(Vv – β*P)]
Onde:
d = distância horizontal a ser percorrida
143
h = altura da ponte rolante
Vh = velocidade horizontal
Vv = velocidade vertical
α = fator de desempenho horizontal carregado
β = fator de desempenho vertical carregado
P = peso do elemento a ser movimentado
Os parâmetros adotados foram Vh igual a 18 m/min e Vv igual a 50 m/min,
com α e β iguais a 0,1.
A Tabela 32 apresenta os parâmetros adotados para os processos de soldagem.
As velocidades de soldagem na posição flat e vertical são representadas pelas siglas
Vwf e Vwv, respectivamente.
Tabela 32 – Parâmetros de tempo associados aos processos de soldagem
Localização Processo
Vwf
(m/min)
Vwv
(m/min)
Set up
(min)
Pós
processamento
(min/m)
OFP MIG 0.6 0 3 0.5
LPP MIG 0.6 0 3 0.5
OSM FCAW 0.45 0 3 0.5
OMT FCAW 0.45 0.4 3 0.5
LPP Eletrodo Revestido 1.5 1.4 3 0.5
OSM Eletrodo Revestido 0.6 0.55 3 0.5
Da Tabela 33até a Tabela 36 são resumidos os registros do banco de dados de
tempos de processo para a oficina de fabricação de perfis, a linha de painéis planos, a
oficina de submontagem e a oficina de montagem de bloco, respectivamente.
Tabela 33 – Tempos de processo na oficina de fabricação de perfis
Produto Descrição Total (min)
PPF 1 Posicionamento Flange 6.6
PPF 1 Posicionamento Alma 6.9
PPF 1 Soldagem 31.1
PPF 1 Transporte 4.7
PPF 1 Inspeção 14.7
PPF 1 Total 64.0
Tabela 34 – Tempos de processo na linha de painéis planos
Produto Descrição Total (min)
PPL1- BL1 Posicionamento PP (Chapa) 1 6.9
PPL1 Posicionamento PP (Chapa) 2 6.9
PPL1 Ponteamento PP's (1001 e 1002) 17.1
PPL1 Posicionamento PP (Chapa) 3 6.9
PPL1 Ponteamento PP's (1001/2 e 1003) 17.1
PPL1 Soldagem PP's (1001 e 1002) 31.1
PPL1 Soldagem PP's (1001/2 e 1003) 31.1
144
Tabela 34 (cont.)
Produto Descrição Total (min)
PPL1 Posicionamento PFF's (Perfis) 55.3
PPL1 Ponteamento PFF (Perfil) 138.1
PPL1 Soldagem PFF's (Perfis) 111.9
PPL1 Inspeção 122.7
PPL1 Transporte 3.7
PPL1- BL1 Total 548.8
PPL2- BL1 Posicionamento PP (Chapa) 1 6.9
PPL2- BL1 Posicionamento PFF's (Perfis) 20.8
PPL2 Ponteamento PFF(Perfil) 53.1
PPL2 Soldagem PFF's (Perfis) 35.7
PPL2 Inspeção 38.7
PPL2 Transporte 3.7
PPL2- BL1 Total 158.8
PPL3- BL2 Posicionamento PP (Chapa) 1 6.9
PPL3 Posicionamento PP (Chapa) 2 6.9
PPL3 Ponteamento PP's (1001 e 1002) 19.1
PPL3 Soldagem PP's (1001 e 1002) 31.1
PPL3 Posicionamento PFF's (Perfis) 41.5
PPL3 Ponteamento PFF (Perfil) 104.1
PPL3 Soldagem PFF's (Perfis) 84.5
PPL3 Inspeção 74.7
PPL3 Transporte 4.0
PPL3- BL2 Total 372.8
Tabela 35 – Tempos de processo na oficina de submontagem
Produto Descrição Total (min)
SM_h1-BL1 Posicionamento PI (Hastilha) 6.9
SM_h1 Posicionamento PP 1001 (b chata) 6.9
SM_h1 Ponteamento PP 1001 5.0
SM_h1 Posicionamento PP 1002 6.9
SM_h1 Ponteamento PP 1002 4.9
SM_h1 Posicionamento PP 1003 6.9
SM_h1 Ponteamento PP 1003 4.9
SM_h1 Posicionamento PP 1004 6.9
SM_h1 Ponteamento PP 1004 6.7
SM_h1 Posicionamento PP 1005 6.8
SM_h1 Ponteamento PP 1005 4.8
SM_h1 Posicionamento PP 1006 6.9
SM_h1 Ponteamento PP 1006 6.8
SM_h1 Soldagem PP 1001 11.7
SM_h1 Soldagem PP 1002 6.7
SM_h1 Soldagem PP 1003 6.7
SM_h1 Soldagem PP 1004 6.7
SM_h1 Soldagem PP 1005 4.8
SM_h1 Soldagem PP 1006 6.8
SM_h1 Inspeção 14.7
SM_h1 Transporte 4.2
SM_h1-BL1 Total 143.7
SM_h2-BL1 Posicionamento PI (Hastilha) 6.9
SM_h2 Posicionamento PP 1001 6.9
145
Tabela 35 (cont.)
Produto Descrição Total (min)
SM_h2 Ponteamento PP 1001 5.1
SM_h2 Posicionamento PP 1002 6.9
SM_h2 Ponteamento PP 1002 5.0
SM_h2 Posicionamento PP 1003 6.9
SM_h2 Ponteamento PP 1003 5.0
SM_h2 Posicionamento PP 1004 6.9
SM_h2 Ponteamento PP 1004 5.0
SM_h2 Posicionamento PP 1005 6.9
SM_h2 Ponteamento PP 1005 5.0
SM_h2 Posicionamento PP 1006 6.9
SM_h2 Ponteamento PP 1006 4.0
SM_h2 Posicionamento PP 1007 6.9
SM_h2 Ponteamento PP 1007 4.0
SM_h2 Posicionamento PP 1008 6.9
SM_h2 Ponteamento PP 1008 4.0
SM_h2 Posicionamento PP 1009 6.9
SM_h2 Ponteamento PP 1009 6.2
SM_h2 Soldagem PP 1001 6.8
SM_h2 Soldagem PP 1002 6.7
SM_h2 Soldagem PP 1003 6.7
SM_h2 Soldagem PP 1004 6.7
SM_h2 Soldagem PP 1005 6.7
SM_h2 Soldagem PP 1006 4.8
SM_h2 Soldagem PP 1007 4.8
SM_h2 Soldagem PP 1008 4.8
SM_h2 Soldagem PP 1009 7.2
SM_h2 Inspeção 14.7
SM_h2 Transporte 4.2
SM_h2-BL1 Total 186.6
SM_h3-BL2 Posicionamento PI (Hastilha) 6.9
SM_h3 Posicionamento PP 1001 6.9
SM_h3 Ponteamento PP 1001 5.1
SM_h3 Posicionamento PP 1002 6.9
SM_h3 Ponteamento PP 1002 5.0
SM_h3 Posicionamento PP 1003 6.9
SM_h3 Ponteamento PP 1003 5.0
SM_h3 Posicionamento PP 1004 6.9
SM_h3 Ponteamento PP 1004 5.0
SM_h3 Posicionamento PP 1005 6.9
SM_h3 Ponteamento PP 1005 5.0
SM_h3 Posicionamento PP 1006 6.9
SM_h3 Ponteamento PP 1006 5.0
SM_h3 Posicionamento PP 1007 6.9
SM_h3 Ponteamento PP 1007 4.0
SM_h3 Posicionamento PP 1008 6.9
SM_h3 Ponteamento PP 1008 6.0
SM_h3 Soldagem PP 1001 6.8
SM_h3 Soldagem PP 1002 6.7
SM_h3 Soldagem PP 1003 6.7
SM_h3 Soldagem PP 1004 6.7
146
Tabela 35 (cont.)
Produto Descrição Total (min)
SM_h3 Soldagem PP 1005 6.7
SM_h3 Soldagem PP 1006 6.7
SM_h3 Soldagem PP 1007 4.8
SM_h3 Soldagem PP 1008 6.8
SM_h3 Inspeção 14.6
SM_h3 Transporte 4.3
SM_h3-BL2 Total 173.0
Tabela 36 – Tempos de processo na oficina de montagem de blocos
Produto Descrição Total (min)
BL1 Posicionamento SM_l 4601 (Long) 5.7
BL1 Posicionamento SM_h 4001 (Hastilha) 10.1
BL1 Ponteamento L (SM_h + perfil/ chapa PPL) 8.3
BL1 Ponteamento SM_h + chapa PPL 3.4
BL1 Soldagem L (SM_h + perfil/ chapa PPL) 10.4
BL1 Soldagem SM_h + chapa PPL 4.1
BL1 Movimentação dos CPs 7.3
BL1 Ponteamento U (CP_Long)1 4.0
BL1 Ponteamento U (CP_long)2 1.0
BL1 Ponteamento U (CP_long)3 1.0
BL1 Soldagem U (CP_Long)1 6.2
BL1 Soldagem U (CP_Long)2 6.1
BL1 Soldagem U (CP_Long)3 5.9
BL1 Virar SM_l 4601 12.4
BL1 Posicionar SM_h 4001 (Hastilha) 14.5
BL1 Ponteamento SM_h 4001 + chapa PPL 6.4
BL1 Posicionar SM_h 4002 (Hastilha) 14.5
BL1 Ponteamento SM_h 4002 + chapa PPL 6.3
BL1 Posicionar SM_h 4003 (Hastilha) 14.5
BL1 Ponteamento SM_h 4003 + chapa PPL 6.3
BL1 Soldagem SM_h 4001 + chapa PPL 9.4
BL1 Soldagem SM_h 4002 + chapa PPL 9.3
BL1 Soldagem SM_h 4003 + chapa PPL 9.3
BL1 Posicionar PPL 1401 (teto do fundo) 14.5
BL1 Deslizamento EGG BOX 14.5
BL1 Soldagem 1 L (SM_h + perfil/ chapa PPL) 13.9
BL1 Soldagem 2 L (SM_h + perfil/ chapa PPL) 13.8
BL1 Soldagem 3 L (SM_h + perfil/ chapa PPL) 13.8
BL1 Soldagem 4 L (SM_h + perfil/ chapa PPL) 13.8
BL1 Soldagem 5 SM_h + chapa PPL 8.9
BL1 Soldagem 6 L (SM_h + perfil/ chapa PPL) 16.8
BL1 Soldagem 7 L (SM_h + perfil/ chapa PPL) 13.8
BL1 Soldagem 8 L (SM_h + perfil/ chapa PPL) 13.8
BL1 Soldagem 9 L (SM_h + perfil/ chapa PPL) 13.8
BL1 Soldagem 10 SM_h + chapa PPL 5.9
BL1 Soldagem 11 L (SM_h + perfil/ chapa PPL) 16.8
BL1 Soldagem 12 L (SM_h + perfil/ chapa PPL) 13.8
BL1 Soldagem 13 L (SM_h + perfil/ chapa PPL) 13.8
BL1 Soldagem 14 L (SM_h + perfil/ chapa PPL) 13.8
BL1 Soldagem 15 SM_h + chapa PPL 8.9
147
Tabela 36 (cont.)
Produto Descrição Total (min)
BL1 Soldagem 16 L (SM_h + perfil/ chapa PPL) 18.4
BL1 Soldagem 17 L (SM_h + perfil/ chapa PPL) 13.8
BL1 Soldagem 18 L (SM_h + perfil/ chapa PPL) 13.8
BL1 Soldagem 19 L (SM_h + perfil/ chapa PPL) 6.3
BL1 Soldagem 20 SM_h + chapa PPL 8.9
BL1 Soldagem 21 L (SM_h + perfil/ chapa PPL) 13.8
BL1 Soldagem 22 L (SM_h + perfil/ chapa PPL) 13.8
BL1 Soldagem 23 L (SM_h + perfil/ chapa PPL) 13.8
BL1 Soldagem 24 L (SM_h + perfil/ chapa PPL) 13.8
BL1 Soldagem 25 L (SM_h + perfil/ chapa PPL) 8.9
BL1 Soldagem 26 L (SM_h + perfil/ chapa PPL) 13.8
BL1 Soldagem 27 L (SM_h + perfil/ chapa PPL) 13.8
BL1 Soldagem 28 L (SM_h + perfil/ chapa PPL) 13.8
BL1 Soldagem 29 L (SM_h + perfil/ chapa PPL) 13.8
BL1 Soldagem 30 SM_h + chapa PPL 8.9
BL1 Posicionamento PPL fundo 14.5
BL1 Inversão Bloco 12.4
BL1 Soldagem 1 L (SM_h + perfil/ chapa PPL) b 12.6
BL1 Soldagem 2 L (SM_h + perfil/ chapa PPL) b 13.8
BL1 Soldagem 3 L (SM_h + perfil/ chapa PPL) b 12.5
BL1 Soldagem 4 L (SM_h + perfil/ chapa PPL) b 13.8
BL1 Soldagem 5 SM_h + chapa PPL b 8.9
BL1 Soldagem 6 L (SM_h + perfil/ chapa PPL) b 13.8
BL1 Soldagem 7 L (SM_h + perfil/ chapa PPL) b 13.8
BL1 Soldagem 8 L (SM_h + perfil/ chapa PPL) b 13.8
BL1 Soldagem 9 L (SM_h + perfil/ chapa PPL) b 13.8
BL1 Soldagem 10 SM_h + chapa PPL b 8.9
BL1 Soldagem 11 L (SM_h + perfil/ chapa PPL) b 13.8
BL1 Soldagem 12 L (SM_h + perfil/ chapa PPL) b 13.8
BL1 Soldagem 13 L (SM_h + perfil/ chapa PPL) b 13.8
BL1 Soldagem 14 L (SM_h + perfil/ chapa PPL) b 7.9
BL1 Soldagem 14 L (SM_h + perfil/ chapa PPL) b 5.9
BL1 Soldagem 15 SM_h + chapa PPL b 8.9
BL1 Soldagem 16 L (SM_h + perfil/ chapa PPL) b 13.8
BL1 Soldagem 17 L (SM_h + perfil/ chapa PPL) b 13.8
BL1 Soldagem 18 L (SM_h + perfil/ chapa PPL) b 13.8
BL1 Soldagem 19 L (SM_h + perfil/ chapa PPL) b 13.8
BL1 Soldagem 20 SM_h + chapa PPL b 8.9
BL1 Soldagem 21 L (SM_h + perfil/ chapa PPL) b 13.8
BL1 Soldagem 22 L (SM_h + perfil/ chapa PPL) b 13.8
BL1 Soldagem 23 L (SM_h + perfil/ chapa PPL) b 13.8
BL1 Soldagem 24 L (SM_h + perfil/ chapa PPL) b 13.8
BL1 Soldagem 25 L (SM_h + perfil/ chapa PPL) b 8.9
BL1 Soldagem 26 L (SM_h + perfil/ chapa PPL) b 13.8
BL1 Soldagem 27 L (SM_h + perfil/ chapa PPL) b 13.8
BL1 Soldagem 28 L (SM_h + perfil/ chapa PPL) b 13.8
BL1 Soldagem 29 L (SM_h + perfil/ chapa PPL) b 13.8
BL1 Soldagem 30 SM_h + chapa PPL b 8.9
BL1 Posicionar CP 1 9.3
148
Tabela 36 (cont.)
Produto Descrição Total (min)
BL1 Ponteamento U (CP)1 4.0
BL1 Posicionar CP 2 9.3
BL1 Ponteamento U (CP)2 1.0
BL1 Posicionar CP 3 9.3
BL1 Ponteamento U (CP)3 1.0
BL1 Posicionar CP 4 9.3
BL1 Ponteamento U (CP)4 4.0
BL1 Posicionar CP 5 9.3
BL1 Ponteamento U (CP)5 1.0
BL1 Posicionar CP 6 9.3
BL1 Ponteamento U (CP)6 4.0
BL1 Posicionar CP 7 9.3
BL1 Ponteamento U (CP)7 1.0
BL1 Posicionar CP 8 9.3
BL1 Ponteamento U (CP)8 1.0
BL1 Soldagem U (CP)1 6.2
BL1 Soldagem U (CP)2 6.1
BL1 Soldagem U (CP)3 5.9
BL1 Soldagem U (CP)4 6.1
BL1 Soldagem U (CP)5 5.9
BL1 Soldagem U (CP)6 6.1
BL1 Soldagem U (CP)7 5.9
BL1 Soldagem U (CP)8 5.9
BL1 Total 1147.7
BL2 Posicionamento PPL_tdf 9.3
BL2 Deslizamento SM_h 4001 (Hastilha) 9.3
BL2 Ponteamento L (SM_h + perfil/ chapa PPL) 22.8
BL2 Ponteamento SM_h + chapa PPL 3.4
BL2 Soldagem L (SM_h + perfil/ chapa PPL) 31.3
BL2 Soldagem SM_h + chapa PPL 4.1
BL2 Posicionamento PPL fundo 14.5
BL2 Inversão Bloco 7.5
BL2 Soldagem L (SM_h + perfil/ chapa PPL) b 83.1
BL2 Soldagem SM_h + chapa PPL b 8.9
BL2 Posicionar CP 1 9.3
BL2 Ponteamento U (CP)1 4.0
BL2 Posicionar CP 2 10.0
BL2 Ponteamento U (CP)2 1.0
BL2 Posicionar CP 3 9.3
BL2 Ponteamento U (CP)3 1.0
BL2 Posicionar CP 4 9.3
BL2 Ponteamento U (CP)4 4.0
BL2 Posicionar CP 5 9.3
BL2 Ponteamento U (CP)5 1.0
BL2 Posicionar CP 6 9.3
BL2 Ponteamento U (CP)6 1.0
BL2 Soldagem U (CP)1 6.2
BL2 Soldagem U (CP)2 6.1
BL2 Soldagem U (CP)3 5.9
149
Tabela 36 (cont.)
Produto Descrição Total (min)
BL2 Soldagem U (CP)4 6.1
BL2 Soldagem U (CP)5 6.1
BL2 Soldagem U (CP)6 5.9
BL2 Total 299.0
Os tempos de ciclo de produção para os produtos apresentados nas tabelas
acima serão utilizados para alimentar os modelos de simulação e manufatura digital.
Os tempos de ciclo de todos os produtos levantados para o corpo paralelo da
embarcação-tipo serão calculados a partir dos tempos acima estimados e da geração
de indicadores de produtividade. Serão considerados os dados de conteúdo de trabalho
associados a cada produto intermediário, e a obtenção dos tempos será realizada
através da aplicação dos indicadores de produtividade estimados.
4.4.3. Recursos
Com relação aos recursos, foi realizado um levantamento, para cada área do
estaleiro, de máquinas, equipamentos e recursos humanos necessários para o
desenvolvimento dos processos associados.
A Tabela 37 apresenta as áreas do estaleiro e os respectivos recursos
associados.
Tabela 37 – Áreas do estaleiro e recursos
ÁREA DO
ESTALEIRO
EQUIPAMENTOS / MÁQUINAS TRABALHADORES
PÁTIO DE AÇO
Empilhadeira
Esteira
Ponte Rolante
Guindaste
Operador de Empilhadeira
Auxiliar Geral
Operador de Ponte Rolante
Operador de guindaste
Inspetor
Supervisor
LINHA DE
TRATAMENTO
Calandra
Linha de Jateamento (granalha)
Cabine de Pintura
Ponte Rolante
Esteira
Operador de Calandra
Operador linha de tratamento
Auxiliar Geral
Operador de Ponte Rolante
Auxiliar Geral
Inspetor
Supervisor
OFICINA DE
CORTE
Equipamento de Oxicorte
Equipamento de corte a plasma
Equipamento de corte a laser
Equipamento de corte manual
Ponte Rolante
Operador de equipamento - Oxicorte
Operador de equipamento - Corte a
plasma
Operador de equipamento - Corte a
laser
Operador de equipamento - Corte
manual
Operador de Ponte Rolante
Inspetor
Supervisor
OFICINA DE
CONFORMAÇÃO
Calandra
Prensa
Equipamento conformação a quente
(linha de calor)
Gabarito para aferição da curvatura
Ponte Rolante
Operador de Calandra
Operador de prensa
Auxiliar Geral
Operador de Ponte Rolante
150
Tabela 37 (cont.)
ÁREA DO
ESTALEIRO
EQUIPAMENTOS / MÁQUINAS TRABALHADORES
OFICINA DE
FABRICAÇÃO
DE PERFIS
Equipamento de soldagem de perfis
(automático)
Dispositivo de soldagem de filete
(manual)
Ponte Rolante.
Soldador
Auxiliar Geral
Operador de Ponte Rolante
Inspetor
Supervisor
LINHA DE
PAINÉIS
PLANOS
Linha de painéis
Ponte Rolante
Esteira Rolante
Operador da linha de painéis
Soldador
Operador Ponte Rolante
Auxiliar Geral
LINHA DE
PAINÉIS
CURVOS
Piquetes para apoio
Equipamento de soldagem
Equipamento para desempeno
Ponte Rolante
Esteira Rolante
Soldador
Operador Ponte Rolante
Auxiliar Geral
OFICINA DE
SUBMONTAGEM
Equipamento de soldagem
Ponte Rolante
Esteira Rolante
Auxiliar Geral
Soldador
Operador Ponte Rolante
Auxiliar Geral
OFICINA DE
MONTAGEM
Equipamento de soldagem
Ponte Rolante
Soldador
Operador Ponte Rolante
OFICINA DE
MONTAGEM DE
SUPER-
ESTRUTURA
Equipamento de soldagem
Ponte Rolante
Soldador
Operador Ponte Rolante
OFICINA
TUBULAÇÃO
Equipamento para conformação de
tubulação
Equipamento para fabricação de
flanges
Equipamento para corte de tubos
Equipamento para tratamento de tubos
Equipamento para soldagem
Ponte Rolante
Operador
Soldador
Operador Ponte Rolante
OFICINA
ELÉTRICA
Equip. diversos
Carrinho transportador
Ponte Rolante
Eletricista
Técnico eletrônico
Auxiliar Geral
Operador Ponte Rolante
OFICINA
MATERIAIS
DIVERSOS
Equipamento para montagem painéis
elétricos
Equipamento para preparar o
isolamento das cabines
Carrinho transportador
Eletricista
Técnico eletrônico
Carpinteiro
Auxiliar Geral
Técnico em isolamento cabines
Auxiliar Geral
151
Tabela 37 (cont.)
ÁREA DO
ESTALEIRO
EQUIPAMENTOS / MÁQUINAS TRABALHADORES
OFICINA
MONTAGEM
MÓDULOS
Piquetes para apoio
Equipamento para Soldagem
Ponte Rolante
Auxiliar Geral
Soldador
Operador Ponte Rolante
OFICINA DE
PINTURA
Piquetes para apoio
Equipamento para jateamento
(granalha)
Equipamento para pintura
Ponte Rolante
Auxiliar Geral
Pintor
Operador Ponte Rolante
OFICINA
INSTALAÇÃO
MÓDULOS
Equipamento para Soldagem
Guindaste
Soldador
Operador de guindaste
ÁREA
ARMAZENAGEM
BLOCOS
Piquetes para apoio
Guindaste
Auxiliar Geral
Operador de guindaste
ÁREA DE
OUTFITTING DE
BLOCOS
Piquetes para apoio
Guindaste
Auxiliar Geral
Operador de guindaste
Inspetor
ÁREA DE
INSPEÇÃO DE
BLOCOS
Guindaste
Inspetor
Operador de guindaste
ÁREA DE PRÉ-
EDIFICAÇÃO
Piquetes para apoio
Equipamento para soldagem
Andaimes
Ponte Rolante
Auxiliar Geral
Soldador
Operador Ponte Rolante
ÁREA DE
EDIFICAÇÃO
Piquetes para apoio
Equipamento para soldagem
Andaimes
Ponte Rolante
Auxiliar Geral
Soldador
Operador Ponte Rolante
4.5. Implantação do Modelo - Plataforma DELMIA
4.5.1. Modelagem 3D do Produto
Como exposto nos capítulos anteriores, a partir de um desenho 2D com
detalhes estruturais de uma seção mestra foram levantadas as informações referentes a
cada elemento estrutural da embarcação a ser modelada.
Com essas informações disponíveis, foi possível realizar a modelagem 3D do
corpo paralelo da embarcação-tipo.
Tanto na elaboração do desenho 2D, com os detalhes estruturais, como na
modelagem 3D do corpo paralelo, empregou-se o DELMIA V5 Suite.
O resultado da modelagem realizada pode ser observado na Figura 44, que
apresenta a estrutura de um anel completo. Ressalte-se que a seção mestra foi
modelada considerando a divisão em 22 blocos, conforme apresentado na Figura 41.
152
Figura 44 – Modelagem 3D da seção mestra da embarcação-tipo
O anel apresentado acima se repete 15 vezes para formar todo o corpo paralelo
da embarcação. O resultado da modelagem do corpo paralelo completo, após a união
dos 15 anéis que o compõe, pode ser observado na Figura 45, na Figura 46 e na Figura
47.
Figura 45 – Perspectiva (bombordo) do corpo paralelo da embarcação-tipo
153
Figura 46 – Perspectiva (de boreste) do corpo paralelo da embarcação-tipo
Figura 47 – Perspectiva frontal do corpo paralelo da embarcação-tipo
4.5.2. Modelagem da Estrutura de Produtos
O módulo DPM do sistema DELMIA permite que simulações de montagem de
elementos e a validação dos processos adotados sejam realizadas. É possível
desenvolver modelos com recursos avançados de visualização para validar tempos de
ciclo e da seqüência de montagem.
A explosão dos blocos em seus produtos intermediários foi realizada,
permitindo a validação da consistência do modelo do produto desenvolvido com
relação à estrutura de produtos adotada. No Anexo 1, da Figura 95 a Figura 106, são
apresentados os blocos da seção mestra decompostos em produtos intermediários.
154
A partir dos dados de produtos, processos e recursos obtidos na fase de
delineamento geral do problema e de modelagem 3D do produto, o Delmia Process
Engineer (DPE) foi utilizado para alimentar a Plataforma DELMIA.
A estrutura PPR (Produtos-Processos-Recursos) do DPE permite a
organização desses elementos de forma simples e intuitiva. A organização da estrutura
de produtos no DPE desenvolvida para este trabalho é apresentada no Anexo, na
Figura 107, na Figura 108 e na Figura 109.
Após a definição da estrutura de produtos foram associadas imagens geradas
no sistema DELMIA a cada produto do modelo DPE. Entre a Figura 110 e a Figura
123, no Anexo 1, encontram-se imagens de telas do DPE que apresentam os produtos
intermediários que compõem cada um dos 22 blocos e as respectivas visualizações
3D.
4.5.3. Modelagem da Estrutura de Processos
Os processos para a montagem de dois blocos da seção mestra da embarcação-
tipo foram estudados em detalhes para a obtenção de estimativas de tempo de ciclo e
para a análise de processos.
Uma estrutura de processos foi, então, desenvolvida para cada área do
estaleiro e cada produto intermediário envolvido na produção dos blocos 1 e 2. As
árvores de processo e cada um dos níveis considerados são apresentados entre a
Figura 124 e a Figura 140, No Anexo 1. Observa-se que no último nível, que
considera as operações efetivamente realizadas no chão-de-fábrica, também são
apresentados os gráficos de processos - GPs (
process graphs
) que foram
desenvolvidos para o modelo em questão.
Os GPs são rascunhos de análises de processos utilizados para definir,
preliminarmente, a seqüência de operações necessárias para processar um
determinado produto intermediário. Dessa forma, são definidas as operações, as
precedências, e a possibilidade de se realizar atividades em paralelo. Os GPs podem
ser exportados para validação da seqüência de operações através de modelos
desenvolvidos no módulo DPM, que agregam análise de interferências entre os
elementos considerados e capacidade de visualização 3D.
4.5.4. Modelo Integrado de Áreas do Estaleiro
Utilizando-se os tempos de ciclo obtidos através das análises de processos
apresentadas no item anterior, passou-se para o desenvolvimento de um modelo mais
simplificado com o objetivo de exportar produtos, processos e recursos para o
ambiente do sistema QUEST.
Foram então considerados ciclos de processos que representam um conjunto
de outros ciclos e também operações. Dessa forma, o ciclo de montagem de um bloco
é composto pelos ciclos de produção de submontagens e de painéis, além da operação
destinada à montagem do bloco propriamente dita. Os ciclos de produção de
submontagens e painéis são compostos de operações que representam a produção de
cada produto intermediário necessário.
O gráfico de processos (GP) é definido a partir das operações associadas à
produção do bloco e a seqüência de operações é determinada. Finalmente, são
associados os produtos intermediários aos respectivos processos a partir da árvore de
produtos e o GP está pronto para gerar o
Manufacturing Concept
(MC), que permite a
155
associação de recursos aos processos e é a plataforma de exportação para o sistema
QUEST.
As estruturas de processos para os ciclos de montagem dos blocos 1 e 2 e os
respectivos GP são apresentados na Figura 48 e na Figura 49, respectivamente.
Figura 48 – Estrutura de processos para o ciclo de montagem do bloco 1 e o GP
associado
O
Manufacturing Concept
(MC) gerado para o modelo de simulação da
produção dos blocos 1 e 2 é apresentado na Figura 50. No modelo, os processos foram
agrupados em quatro máquinas que representam a oficina de submontagem, a linha de
painéis planos, a oficina de montagem de blocos e a área de pré-edificação. A partir
desse MC o modelo foi exportado para o sistema QUEST.
156
Figura 49 – Estrutura de processos para o ciclo de montagem do bloco 2 e o GP
associado
Figura 50 –
Manufacturing Concept
para a produção dos blocos 1 e 2
157
4.5.5. Protótipo do Modelo Geral do Estaleiro no Quest
4.5.5.1
Elementos do sistema QUEST
A simulação pode ser aplicada na análise de cenários produtivos considerando
diferentes produtos e processos, desenvolvidos em diferentes arranjos físicos, para
identificar e avaliar gargalos na produção, utilização de recursos e níveis de estoques
intermediários. Dessa forma, é possível observar o comportamento de todo o sistema
de manufatura e montagem a partir de diversos cenários.
A ferramenta de simulação de eventos discretos utilizado neste estudo foi o
sistema QUEST. O QUEST é um pacote de simulação de eventos discretos orientado
ao objeto, com visualização e facilidades tridimensionais. Alguns dos elementos que
compõem o sistema são apresentados abaixo:
Recursos: Máquinas, Fontes, Dissipadores, Armazenadores,
Operadores, Controladores, Transportadores, etc.
Produto: Peça (elemento).
Localização de peças e operadores: Especificação do local (ponto)
onde os elementos (peças) e operadores devem permanecer em um
determinado momento.
Lógica utilizada em processos: Envio de peças e recebimento
(máquinas, fontes, etc.), distribuições, estipulação de elementos que
chegam simultaneamente etc.
Lógica de roteamento: Determinação das rotas das peças,
especificação de proporções e prioridades.
Requisitos do operador: Estabelecimento da necessidade do recurso
estar associado a um operador.
Requisitos de partida: Estabelecimento das necessidades dos
transportadores ou operadores para realizarem seus respectivos
movimentos.
Requisitos de destino e de parada: Estabelece parâmetros para as
rotas dos transportadores e dos operadores, bem como para o
“estacionamento” destes ao final da simulação.
Utilização de sub-recursos: Ferramentas associadas a operadores
(empilhadeira), elementos (embalagem), ou diretamente a simulação
(uma única ferramenta sendo utilizada por dois recursos).
4.5.5.2
Integração com o DPE
O DPE é uma ferramenta para gerenciamento de processos, onde é possível
definir e analisar qualquer tipo de informação relacionada ao produto, processos e
recursos. O DPE pode ser utilizado desde a fase de definição de conceito do produto
até o detalhamento do processo de manufatura, disponibilizando diversas informações
gerenciais e operacionais.
O modelo integrado de áreas do estaleiro foi estruturado no DPE, começando
com o desenvolvimento da árvore PPR, contendo o produto final (embarcação) com
todos os elementos que o compõem (partes e componentes), os processos para
produzi-los e os recursos necessários para realizar os processos.
158
A integração do DPE com o QUEST representa ganhos com relação ao tempo
de modelagem e o tempo de coleta de dados. O modelo QUEST é carregado a partir
das informações definidas no DPE. A seguir será apresentada a integração do modelo
do DPE com o QUEST e as facilidades que advém dessa integração.
A Figura 51 apresenta o procedimento realizado no DPE (
Manufacturing
Concept
) para carregar o modelo do QUEST.
Figura 51 - Exemplo de carregamento do modelo QUEST a partir da árvore de
recursos do DPE
Os gráficos de processos definidos no DPE fornecem ao modelo QUEST as
relações de precedências entre os processos. O
Manufacturing Concept
do DPE
adiciona informações sobre as conexões entre os elementos do modelo QUEST e a
disposição física dessas entidades. A partir do
Manufacturing Concept
desenvolvido
(Figura 50), foi obtido o modelo QUEST. Detalhes do modelo são apresentados na
Figura 52, na Figura 53, na Figura 54 e na Figura 55. É importante observar que o
modelo QUEST apresenta todas as informações que estavam disponíveis no DPE com
relação a produtos, processos e recursos.
159
Figura 52 – Exemplo de processo no modelo integrado de áreas do estaleiro
Figura 53 – Exemplo de conexões no modelo integrado de áreas do estaleiro
160
Figura 54 – Exemplo de produtos/componentes no modelo integrado de áreas do
estaleiro
Figura 55 – Exemplo de elementos no modelo integrado de áreas do estaleiro
O modelo carregado do DPE para o QUEST facilita muito o trabalho de
desenvolvimento do modelo de simulação, uma vez que produtos, processos e
recursos são configurados ainda no DPE, juntamente com conexões, precedências,
seqüências de processos e disposição física preliminar dos elementos do sistema.
No entanto, ainda é necessário algum trabalho no QUEST para que os modelos
de simulação fiquem plenamente funcionais. O trabalho se refere, principalmente, a
elementos de visualização que precisam ser carregados e configurados, ou então
modificados em relação ao que originalmente foi definido no DPE. Além disso, como
não é possível configurar sistema de movimentação de cargas no DPE, a configuração
161
de pontes rolantes foi integralmente realizada no QUEST, e que se mostrou uma
atividade que demanda considerável esforço para ser realizada.
Partindo-se do modelo recém exportado para QUEST apresentado acima,
chegou-se ao modelo apresentado na Figura 56.
Figura 56 – Modelo QUEST de áreas do estaleiro integradas
Com o modelo QUEST configurado corretamente, foi possível realizar a
simulação da produção de dois blocos da embarcação-tipo adotada para este trabalho.
Os resultados gerados pelo modelo são apresentados na Tabela 37 a Tabela 54, no
Anexo 2. As tabelas apresentam detalhes sobre a utilização e o desempenho de cada
elemento do sistema e da produção de partes e componentes para o período de
simulação considerado.
A partir dessas tabelas é possível avaliar a utilização de recursos e níveis de
estoques intermediários, e verificar a produção efetiva de produtos intermediários e do
produto final.
O modelo apresentado neste trabalho é apenas um protótipo para testar as
etapas de desenvolvimento de um modelo de simulação a partir do DPE. Não serão
realizadas análises sobre o sistema de produção modelado, pois não acrescentaria
nenhuma informação relevante com relação ao objetivo colocado neste trabalho.
4.6. Uso da Simulação para Análise Integrada de Estratégias de Construção
Utilizando como base o trabalho desenvolvido e apresentado acima, referente à
criação de um protótipo do modelo geral do estaleiro, desenvolveu-se uma aplicação
da simulação no planejamento e organização de estações de trabalho e na análise
integrada de processos críticos como a montagem de blocos e edificação.
A aplicação desenvolvida busca validar o conceito de Tecnologia de Grupo,
mencionado diversas vezes ao longo desta Tese, através da análise de diferenes
162
alternativas de agrupamento de produtos intermediários. Também procura validar a
otimização do processo de edificação ao avaliar diferentes estratégias de edificação
(SOUZA
et al
., 2008).
Nesta aplicação, os modelos representam oficinas de um estaleiro hipotético
dedicado à fabricação de navios tanque
Suezmax
.
A metodologia desenvolvida pode fornecer suporte à tomada de decisões no que
se refere ao planejamento da produção, dimensionamento de recursos e
estabelecimento de regras de trabalho.
Como visto anteriormente, a estrutura do corpo paralelo de um navio
Suezmax
típico foi modelada tridimensionalmente. Para cada peça da estrutura foi determinada
identificação própria, permitindo o entendimento de suas necessidades e processos
inerentes.
Duas frentes de análise foram estabelecidas de forma independente. A primeira
corresponde a modelos com diferentes configurações para a montagem de blocos e a
segunda corresponde ao processo de edificação.
O modelo de montagem de blocos avalia problemas de agrupamento de blocos
em estações de trabalho específicas e de dimensionamento de estações de trabalho.
No modelo de edificação foram avaliadas diferentes estratégias (anel, camada e
piramidal), avaliando-se a utilização de recursos e tempos de produção.
Em seguida, os modelos foram integrados. A integração permitiu verificar como
as interferências entre as duas áreas consideradas podem alterar de forma relevante os
cenários de produção.
O conceito de Tecnologia de Grupo aplicado à construção naval subdivide as
embarcações em produtos intermediários ou famílias de produtos baseado nas
características similares dos processos produtivos. Dessa forma, os processos podem
ser racionalizados com a eliminação de atividades que não agregam valor.
As famílias de produtos classificadas a partir de processos similares precisam
compartilhar as mesmas facilidades, o que pode gerar ineficiência, atrasos, estoques, e
altos custos. Assim, o gerenciamento de operações precisa estar de acordo com as
restrições de recursos, caminho críticos, marcos do contrato, prazos e especificações
da demanda (SPICKNALL, 1995).
A formação de células de trabalho especializadas ou linhas de produção podem
incrementar a utilização de recursos; gerar economias de escala; e reduzir o tempo
total de ciclo de produção para diferentes famílias com a produção em paralelo.
A estratégia de edificação incorpora e comunica todo o planejamento da
produção para uma embarcação específica, série de contratos ou estaleiro específico
(LAMB e CLARK, 1995).
São diversas as razões para o estudo de diferentes estratégias de edificação,
entre elas: (a) assegurar que os processos irão respeitar as restrições e requisitos do
estaleiro, do cliente final, e do ambiente de negócios; e (b) permitir o planejamento de
operações táticas a partir de ordens de produção, fluxo de materiais, programação da
produção.
A simulação é utilizada no presente estudo como ferramenta para avaliar
diferentes agrupamentos de produtos intermediários e seqüências de produção
163
adotadas em diferentes áreas de produção, com relação aos impactos no volume de
produção e na produtividade de um estaleiro hipotético.
Após a definição da forma mais adequada de classificação de produtos foram
estabelecidas diferentes alternativas de configurações de recursos.
O dimensionamento das estações de trabalho da oficina de montagem de blocos
foi realizado em etapa posterior.
Os resultados obtidos indicam, para o estaleiro hipotético modelado, a melhor
estratégia de classificação de produtos intermediários e as quantidades de cada tipo de
estação de trabalho.
A edificação é o último estágio da produção de estruturas, mas é a primeira
atividade a ser considerada para o planejamento e programação de atividades.
O processo de edificação também é considerado crítico uma vez que o ciclo de
produção no berço de construção determina, normalmente, a capacidade de produção
de um estaleiro.
No entanto, nem sempre a melhor seqüência de edificação é, também, a melhor
seqüência a ser adotada em outras oficinas da área de estruturas de um estaleiro.
Uma vez avaliada a melhor estratégia de edificação, em função dos tempos de
produção e utilização de recursos, pode-se avaliar a melhor seqüência de chegada dos
blocos para atender à estratégia selecionada.
Cada tipo de agrupamento corresponde a um conjunto de estações de trabalho,
especializadas na produção de um grupo de produtos intermediários.
A árvore de produtos, processos e recursos definida no DPE foi exportada para o
sistema QUEST (simulação de eventos discretos) para realização da simulação e
avaliação dos volumes e tempos de produção.
Os modelos básicos para avaliação de estratégias de agrupamento possuem
apenas uma estação de trabalho de cada tipo. Dessa forma, selecionou-se a estratégia
de classificação que apresentou o melhor desempenho.
Para análise da melhor estratégia de edificação fixou-se, inicialmente, uma
seqüência de chegada dos blocos na área de edificação. Definida essa seqüência, os
processos de edificação foram modelados considerando-se as restrições específicas
associadas a cada estratégia de edificação.
4.6.1. Metodologia
Os modelos desenvolvidos são baseados em uma estrutura que relaciona
estações de trabalho, produtos, processos e recursos. Os produtos, processos e
recursos necessários para a realização de atividades específicas são reunidos em
estações de trabalho destinadas a essas atividades.
Os modelos têm característica modular baseada nas estações de trabalho, que
poderão ser incluídas, retiradas ou modificadas no sentido de considerar alternativas
de processos e recursos disponíveis.
Os modelos têm capacidade para avaliar diferentes estratégias de construção
(considerando o
mix
de produção e as instalações), e os respectivos tempos de
produção, produtividade global e ocupação das estações de trabalho.
164
Também é possível identificar gargalos e avaliar o impacto de mudanças no
fluxo de materiais e no aumento da produtividade de processos específicos.
Como parte do delineamento geral do problema, selecionou-se um tipo de
embarcação, e definiu-se o mapeamento e classificação de todos os elementos
estruturais.
A embarcação selecionada foi do tipo
Suezmax
e todos os elementos do corpo
paralelo, proa e popa foram levantados. Utilizou-se o mesmo modelo 3D
desenvolvido e apresentado nas seções anteriores.
No entanto, nesta primeira fase, devido a dificuldades de modelagem 3D das
seções do navio com curvaturas complexas, optou-se por considerar apenas o corpo
paralelo da embarcação.
Também faz parte do delineamento do problema a obtenção de informações
sobre processos e recursos. Com relação aos processos foram definidas áreas do
estaleiro, e associados os respectivos produtos intermediários.
Informações referentes ao conteúdo de trabalho necessário para processar cada
um dos produtos intermediários foram levantadas e armazenadas em banco de dados.
Com as informações de produto e de conteúdos de trabalho foram obtidos os tempos
de processos. Desenvolveu-se uma metodologia para o cálculo dos tempos, uma vez
que dados reais de produção não estavam disponíveis. O cálculo dos tempos de ciclo
de processos exigiu esforço considerável devido ao nível de detalhamento de
processos adotado. Os conteúdos de trabalho e os cálculos de tempo de ciclo de
processos para a estrutura de produtos considerada já foram apresentados nas seções
anteriores.
Com relação aos recursos foi realizado um levantamento de facilidades e
especialidades de trabalhadores normalmente requisitadas para os processos de
construção naval.
Os modelos demonstram o potencial da ferramenta de simulação, tanto em
relação à visualização do produto, como em relação à capacidade de geração de
informações e realização de análises.
Os dados referentes aos produtos, processos e recursos alimentaram modelos no
DPE para análise de tempos de ciclo de processos e para preparar o modelo a ser
construído no simulador de eventos discretos QUEST.
O DPE permite que a estrutura de produtos seja modelada de forma simples e
intuitiva, ampliando o conhecimento do produto a ser fabricado e facilitando a análise
de processos e de dimensionamento dos recursos necessários para a produção
eficiente.
Ao longo do trabalho de implantação do modelo na plataforma Delmia, foram
estabelecidos: os fluxos de materiais, as lógicas de processos e de roteamento,
detalhes de visualização e posicionamento de elementos, e configurações para
sistemas de movimentação de partes e componentes encontrados em um estaleiro.
4.6.2. Estratégias de Edificação
A Figura 57, a Figura 58 e a Figura 59 a seguir ilustram cada uma das
estratégias de edificação adotadas neste trabalho.
165
Figura 57 – Estratégia de edificação por anéis
Figura 58 – Estratégia de edificação por camadas
Figura 59 – Estratégia de edificação piramidal
4.6.3. Agrupamento de Blocos
Cada configuração adotada, segundo a estratégia de agrupamento, corresponde a
um conjunto de estações de trabalho especializadas na produção de cada grupo de
produtos intermediários assumidos.
166
Para cada agrupamento foi gerado um modelo DPE o qual, posteriormente, foi
exportado para o sistema QUEST para simulação e avaliação dos volumes e tempos
de produção.
Na Figura 60 são apresentadas imagens dos blocos utilizados no modelo de
oficina de montagem de blocos e na área de edificação.
Figura 60 – Blocos modelados
Inicialmente, foram identificadas e classificadas as famílias de produtos
intermediários (blocos planos) a partir de determinados atributos como: características
físicas, comprimentos de solda na posição horizontal (
flat
), peso dos blocos e número
de elementos (submontagens e painéis).
167
A Figura 61, a Figura 62, a Figura 63 e a Figura 64 com as classificações
citadas, são apresentadas a seguir.
Figura 61 – Agrupamentos 1 (Características Físicas)
Figura 62 – Agrupamentos 2 (Comprimento de solda na posição horizontal)
Figura 63 – Agrupamentos 3 (Peso dos Blocos)
Figura 64 – Agrupamento 4 (Número de Painéis e Submontagens)
168
4.6.4. Procedimento Geral de Análise
O processo de análise se inicia com a consideração de uma estratégia de
edificação que define uma seqüência. Essa seqüência passa a ser adotada também na
fase de montagem de blocos.
A partir da seqüência de edificação e de montagem de blocos são testados
diferentes agrupamentos de estações de trabalho na oficina de montagem de blocos, e
é realizado um dimensionamento de estações de trabalho nessa mesma oficina onde
são levantadas informações sobre a produção e estoques.
Em seguida o modelo de edificação usa essas informações para calcular o tempo
integrado de produção, considerando-se as atividades na oficina de montagem de
blocos e na área de edificação. Para cada uma das três estratégias de edificação um
ciclo de análise como o descrito é realizado.
A Figura 66 apresenta um esquema do procedimento geral da análise.
4.6.5. Descrição geral dos modelos de montagem de blocos
Os modelos foram configurados para a produção do corpo paralelo de um navio
tipo
Suezmax
. Considerou-se para a simulação o tempo de 2086 horas que
correspondem a 40 horas semanais de trabalho.
Devido ao fato de não haver dados operacionais disponíveis que pudessem
representar falhas no modelo, foram adicionadas taxas de falhas a todas as estações de
trabalho estimadas com uma distribuição normal ocorrendo de 8 em 8 horas (desvio
padrão de 2 horas) e tempo de reparo/retrabalho de 20 minutos, apenas para fins
ilustrativos.
Os tempos de montagem de blocos apresentam distribuição triangular e foram
calculados segundo o comprimento de solda e ao fator de complexidade de cada tipo
de bloco.
O modelo desenvolvido para a oficina de montagem de blocos é apresentado na
Figura 65.
Figura 65 – Modelo da oficina de montagem de blocos
169
Figura 66 – Procedimento geral de análise
O processo se inicia com uma fonte que realiza a leitura de uma tabela com
peças (componentes dos blocos) e com seus respectivos roteiros, ou seja, define-se
para quais oficinas o grupo de componentes deve ser encaminhado.
170
A lógica de roteamento utilizada na fonte impede que peças de um mesmo bloco
sejam distribuídas aleatoriamente pelas estações, garantindo que as estações recebam
sempre as peças necessárias para a montagem de um determinado bloco.
Realizada a etapa de montagem, os blocos são movimentados por uma única
ponte rolante que os deixa em áreas de acumulação (
buffers)
específicas para cada
classe de bloco.
Dos
buffers
os blocos são enviados para uma máquina filtro. Essa máquina
permite que os blocos montados sejam requisitados na ordem adequada de forma a
considerar a estratégia de edificação previamente escolhida.
A máquina filtro envia os blocos na seqüência correta para um
sink
(dissipador).
O
sink
possui uma lógica de processo, onde os tipos de blocos e seus tempos de
chegada são armazenados em uma tabela que será usada na integração do modelo de
edificação. Essa tabela representa a disponibilidade dos blocos produzidos para
aproveitamento na análise da edificação integrada.
4.6.6. Análise de agrupamentos
Os modelos de simulação desenvolvidos de acordo com a estratégia de
edificação foram testados para cada tipo de agrupamento. O tempo de simulação foi
de 2086 horas. Realizaram-se diversas replicações (20) e efetuou-se o cálculo das
médias dos valores encontrados.
A produção foi avaliada no seu estado de equilíbrio (contínuo), estabelecendo-se
tempo de aquecimento do sistema (
warm up
) de 600 horas.
Os resultados do modelo de simulação são apresentados na Tabela 38 e na
Tabela 39.
Foram avaliadas as utilizações de cada oficina de montagem de blocos presente
nos modelos de simulação onde cada agrupamento apresentou diferentes taxas de
utilização dependendo da estação (OMT) avaliada, como observado na Figura 67.
Tabela 38 – Estoques para seqüência de montagem por anéis
Agrupa-
mento
Cascos produzidos
Nº. de Blocos para
edificação
Total de blocos
produzidos
1 1,27 414,25 490,50
2 1,28 416,00 524,95
3 1,06 345,10 415,55
4 1,56 507,00 604,00
Tabela 39 – Estoques para seqüência de montagem por anéis
Estoques
Agrupa-
mento
OMT
1
OMT
2
OMT
3
TOTAL
1 8,60 36,65 31,00 76,25
2 8,10 54,00 46,85 108,95
3 10,90 31,65 27,90 70,45
4 36,00 10,00 51,00 97,00
171
Estratégia Anel: Utilização X Agrupamento
92.198
92.062
90.288
90.392
46.135
25.926
92.641
90.674
35.138
90.676
90.432
39.271
OMT 1
OMT 2
OMT 3
Estação de Trabalho
Taxa de utilização (%)
Agrupamento 1
Agrupamento 2
Agrupamento 3
Agrupamento 4
Figura 67 – Agrupamentos (Anel) – Taxas de utilização x Estações de trabalho
(OMT)
Com base nos resultados obtidos, optou-se pelo agrupamento 4 para a estratégia
de edificação por Anel . Esse agrupamento apresentou maior produção de cascos em
um ano (1,56), produziu mais blocos e teve produção mais adequada à estratégia
escolhida.
O agrupamento mais adequado para estratégia de edificação por Camada
também foi o agrupamento 4, ou seja, com blocos agrupados por número de painéis e
submontagens (Os resultados são apresentados na Tabela 40 e na Tabela 41 e no
Figura 68). Neste caso, o agrupamento do tipo 4 apresentou maior produção de cascos
em um ano (1,61), produziu mais blocos e teve produção mais adequada a estratégia
escolhida. A média das taxas de utilização por estações de trabalho também obtiveram
melhor desempenho.
Tabela 40 – Produção para seqüência de montagem por camadas
Agrupa-
mento
Cascos produzidos
Nº. de Blocos para
edificação
Total de blocos
produzidos
1 0,92 301,00 301,00
2 1,40 456,85 488,80
3 1,14 372,60 386,90
4 1,61 526,00 564,00
Tabela 41 – Estoques para seqüência de montagem por camadas
Estoques
Agrupa-
mento
OMT
1
OMT
2
OMT
3
TOTAL
1 0,00 0,00 0,00 0,00
2 0,05 17,15 14,75
31,95
3 0,05 13,50 0,75 14,30
4 10,00
0,00 28,00
38,00
Em relação à estratégia de edificação por pirâmide (ver Tabela 42, Tabela 43 e
Figura 69), o agrupamento 4 também mostrou-se como o mais adequado. Apresentou
melhores resultados com relação à produção de cascos número de blocos produzidos e
nivelamento das taxas de utilização de cada oficina.
172
Estratégia Camada: Utilização X Agrupamento
69485,925
88184,95
72211,55
92868,8
39017,675
15090,95
92078,55
76002,175
35308,575
59241,2
46409,775
17152,375
OMT 1
OMT 2
OMT 3
Estação de
Trabalho
Taxa de utilização (%)
Agrupamento 1
Agrupamento 2
Agrupamento 3
Agrupamento 4
Figura 68 – Agrupamentos (Camada) – Taxas de utilização x Estações de trabalho
(OMT)
Tabela 42 – Produção para seqüência de montagem piramidal
Agrupa-
mento
Cascos produzidos
Nº. de Blocos para
edificação
Total de blocos
produzidos
1 1,46 477,00 523,00
2 1,49 487,00 544,00
3 1,18 384,85 421,75
4 1,68 547,00 597,00
Tabela 43 – Estoques para seqüência de montagem piramidal
Estoques
Agrupa-
mento
OMT
1
OMT
2
OMT
3
TOTAL
1 0,00 29,00 17,00
46,00
2 0,00 30,00 27,00
57,00
3 0,10 20,20 16,60
36,90
4 18,00
0,00 32,00
50,00
Estratégia Pirâmide: Utilização X Agrupamento
83.123
95.223
84.254
95.268
50.202
29.389
95.267
90.025
37.430
95.222
84.267
36.285
OMT 1
OMT 2
OMT 3
Estação de Trabalho
Taxa de utilização (%)
Agrupamento 1
Agrupamento 2
Agrupamento 3
Agrupamento 4
Figura 69 – Agrupamentos (Pirâmide) – Taxas de utilização x Estações de trabalho
(OMT)
173
4.6.7. Dimensionamentos de estações de trabalho
Como visto anteriormente, os modelos foram desenvolvidos de acordo com cada
estratégia de edificação e selecionados a partir do melhor agrupamento. No caso, o
agrupamento 4, blocos foram classificados por número de elementos, foi o melhor
para todas as estratégias.
Posteriormente os modelos para cada uma das estratégias de edificação,
considerando-se o agrupamento de melhor desempenho, foram dimensionados para
fazer a comparação entre níveis de produtividade e de estoques.
Nesse sentido, foram testadas algumas configurações de dimensionamento tendo
em vista o volume de produção, a utilização das estações de trabalho e a capacidade
de absorção dos blocos produzidos pelo modelo de edificação.
O tempo de simulação foi novamente considerado como 2086 horas.
Realizaram-se 20 replicações e calcularam-se as médias de todos os valores
encontrados. A produção foi avaliada em estado de equilíbrio (adotou-se tempo de
warm up
de 600 horas).
Os modelos de dimensionamento foram, inicialmente, definidos por 4 estações
de trabalho contendo:
•
Uma estação de montagens de blocos do tipo 1 (OMT 1)
•
Duas estações de montagem de bloco do tipo 2 (OMT 2)
•
Uma estação de montagem de bloco do tipo 3 (OMT 3)
A segunda configuração de dimensionamento com 7 estações de trabalho foi definida
contendo:
•
Duas estações de montagens de blocos do tipo 1 (OMT 1)
•
Três estações de montagens de blocos do tipo 2 (OMT 2)
•
Duas estações de montagens de blocos do tipo 3 (OMT 3)
A seguir serão apresentados gráficos com os resultados das simulações para
configurações com 4 estações de trabalho (dimensionamento 1) e com 7 estações de
trabalho (dimensionamento 2), e para cada seqüência de montagem.
Figura 70 – Estratégia Anel - Nº. de blocos Produzidos vs. Dimensionamentos (1 e 2)
174
Figura 71 – Estratégia Camada - Nº. de blocos Produzidos vs. Dimensionamentos (1 e
2)
Figura 72 – Estratégia Pirâmide - Nº. de blocos Produzidos vs. Dimensionamentos (1
e 2)
Nos modelos que continham apenas uma estação de trabalho de cada tipo (OMT
1, OMT 2, e OMT 3), o agrupamento por número de elementos apresentou melhor
desempenho nos modelos de simulação desenvolvidos para todas as estratégias de
edificação.
Vale ressaltar que o agrupamento por número de elementos utilizou uma
classificação de blocos a serem produzidos por estações de trabalho básicas. Assim
cada estação de trabalho (OMT 1, OMT 2, e OMT 3) produziu um grupo específico
de blocos.
As configurações com o tipo de agrupamento escolhido (agrupamento 4)
demonstraram maior volume de produção (porcentagem de casco de uma embarcação
tipo
Suezmax
produzidos), maior número de blocos montados, e taxas de utilização
niveladas.
O dimensionamento dos modelos selecionados para cada estratégia de
edificação foi estabelecido determinando o incremento de uma estação de trabalho do
tipo OMT 2, tornando assim, o modelo com o total de quatro estações. E em seguida o
175
modelo foi configurado para conter duas estações do tipo OMT 1 e OMT 3 e três
estações do tipo OMT 2.
Foram testadas outras configurações de dimensionamento (maior número de
estações de trabalho) em função do fato de que o espaço reservado para a área de
montagem de blocos comporta mais estações, contudo houve o acúmulo considerável
de estoques de blocos, já que os equipamentos de movimentação não suportariam a
maior demanda.
4.6.8. Análise de estratégias de edificação
Os modelos de edificação foram inicialmente avaliados de forma independente,
ou seja, sem integração com o modelo de montagem de blocos.
O objetivo principal foi identificar diferenças entre as estratégias consideradas e
o impacto da mudança da velocidade do guindaste de pórtico em cada estratégia.
Assumiu-se, neste caso, que há sempre blocos no estoque pronto para serem
edificados, implicando que não há esperas para o processo de edificação.
Os tempos de soldagem foram calculados a partir do comprimento de solda.
Para efeito da análise realizada considerou-se que quanto maior o número de
interfaces, maior variação dos tempos de solda. Assim, adotou-se uma distribuição
triangular simétrica para o tempo de solda, com variações de 10%, 20% e 30% em
relação à moda dependendo do tipo de bloco.
Foram consideras duas velocidades para o guindaste de pórtico da área de
edificação: 360 m/h (dado padrão do sistema Quest) e 1800 m/h (KIM
et. al.
, 2002).
O número de trabalhadores (onde cada trabalhador representa, no modelo,
equipes de trabalho), foi alterado de 1 até 10.
Observou-se que em todas as estratégias, o tempo de edificação se estabiliza a
partir de 5 grupos de soldadores (Figura 73 e Figura 74).
V360 X V1800 (Tempo-hrs)
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
0 2 4 6 8 10 12
Anel_0
Camada_0
Piramide_0
Anel_1
Camada_1
Piramide_1
Figura 73 – Tempo de edificação vs. Número de trabalhadores
176
V360 X V1800 (Tempo)
600
620
640
660
680
700
720
740
760
780
800
0 2 4 6 8 10 12
Anel_0
Camada_0
Piramide_0
Anel_1
Camada_1
Piramide_1
Figura 74 – Tempo de edificação vs. Número de trabalhadores (Detalhe)
As quantidades ótimas de trabalhadores, quatro para a velocidade 360 m/h, e
cinco para a velocidade de 1800 m/h, (conforme ilustrado na Figura 73 e na Figura
74), são observadas quando a utilização do pórtico fica maior que a dos trabalhadores.
Além disso, quando se diminui a quantidade de trabalhadores, a utilização do
pórtico também é reduzida, pois os processos de solda são interrompidos por mais
tempo.
A segunda etapa do modelo foi realizada utilizando os dados de saída do modelo
de montagem de blocos. Esses dados de saída consideraram o melhor agrupamento e
dimensionamento.
Nesse estudo, a simulação foi realizada considerando-se apenas a quantidade
ótima de trabalhadores para a velocidade de 1800 m/h. Os tempos totais de edificação,
utilização das equipes de solda e utilização do pórtico foram obtidos para 20
replicações do modelo integrado.
A Figura 75 e a Figura 76 mostram os resultados obtidos.
Observa-se que o dimensionamento das estações de trabalho da oficina de
montagem de blocos e a seqüência de montagem de blocos influenciam diretamente
os resultados do modelo integrado.
Da análise do modelo integrado pode-se concluir que a estratégia de edificação
por anéis é a mais eficiente em termos de tempo total de produção para quatro
estações de montagem de blocos. No entanto, se o número de estações aumenta, a
melhor estratégia passa a ser a piramidal.
Observou-se também que a melhor seqüência de edificação não é a melhor
seqüência a ser disparada na oficina de montagem de blocos. Devido às diferenças de
tempo de ciclo de produção entre os blocos considerados, a seqüência disparada para
montagem de blocos é diferente da seqüência de chegada dos blocos na área de
edificação.
177
Dimensionamento (4 estações)
1100
1110
1120
1130
1140
1150
1160
1170
1180
0 5 10 15 20 25
Anel
Camada
Piramide
Figura 75 – Tempo total integrado com quatro estações de montagem de blocos
Dimensionamento (7 estações)
630
640
650
660
670
680
690
700
710
720
0 5 10 15 20 25
Anel
Camada
Piramide
Figura 76– Tempo total integrado com sete estações de montagem de blocos
178
5. SISTEMA DE CONTROLE DE PROJETOS DE CONSTRUÇÃO NAVAL
5.1. Introdução
Este Capítulo tem como objetivo o desenvolvimento de um sistema para
aferição criteriosa dos níveis de produtividade. A utilização de um sistema que
permita o monitoramento de indicadores críticos permitirá que conceitos, métodos e
ferramentas possam ser efetivamente avaliados com relação a seus impactos nos
níveis de produtividade praticados por um determinado estaleiro.
A necessidade de comparação entre o que foi planejado e o que está sendo
executado é fundamental para a avaliação do desempenho de qualquer organização
industrial. O controle envolve a avaliação de aspectos referentes a custo, prazo e
qualidade. As ferramentas de controle são desenvolvidas para permitir que problemas
relacionados a esses aspectos sejam detectados e que os ajustes necessários no
planejamento e na programação das atividades possam ser analisados.
O sistema proposto neste Capítulo considera as produtividades em diferentes
áreas do estaleiro e, dentro dessas áreas, em diferentes famílias de produtos. Quanto
mais homogêneas as famílias de produtos com relação ao conteúdo de trabalho, mais
fácil de acertar o ritmo de cada linha de produção. A produção ideal é aquela onde
todas as estações de trabalho e linhas de produção funcionam em sincronia, evitando
tempos de espera e estoques de produtos intermediários. Os capítulos acima
apresentaram em detalhes esse conceito. O sistema proposto neste Capítulo servirá
como um “marcapasso”, permitindo que a leitura dos indicadores indique se o ritmo
da produção está muito lento ou rápido demais em cada área do estaleiro.
Conforme explorado no Capítulo 4, quando o trabalho é separado por famílias,
utilizando-se princípios de Tecnologia de Grupo, a distribuição estatística da
produtividade para cada família terá um comportamento mais estável, portanto
estimativas para o planejamento e programação das atividades podem ser obtidos com
um grau muito maior de certeza. O controle do desempenho do projeto é também
facilitado se os indicadores das operações são mais previsíveis.
O trabalho proposto nesta seção também tem como objetivo aprimorar a
capacitação para o gerenciamento de projetos de construção naval permitindo que:
- o risco de construção dos estaleiros brasileiros seja diminuído com a
utilização de um sistema de controle e acompanhamento que possa ser
empregado tanto pelo estaleiro quanto por armadores, órgãos de governo
(como o Departamento do Fundo da Marinha Mercante) e instituições
seguradoras ou financeiras (como é o caso do BNDES);
- parâmetros para o planejamento e replanejamento de projetos de construção
naval possam ser estimados com base em modelos de análise de dados no
estado da arte;
- problemas de desempenho do projeto possam ser antecipados e medidas para
a correção dos desvios possam ser tomadas a tempo e de forma adequada.
O sistema é voltado para o acompanhamento do projeto por
stakeholders
(armadores, instituições financeiras, seguradores, órgãos do governo e agências de
fomento), com o objetivo de aumentar a confiabilidade da indústria e diminuir o risco
construção. No entanto, um sistema de acompanhamento projetado para usuários
179
externos só tem sentido se também for utilizado dentro do estaleiro, como um módulo
de sistemas mais abrangentes. Somente o uso efetivo pelo estaleiro trará a confiança
necessária ao sistema proposto. Dessa forma, o sistema é concebido para também ser
uma eficiente ferramenta de controle e gestão da produção.
Como ferramenta de controle e gestão da produção utilizada pelo estaleiro,
tem o objetivo de estimular a melhoria da produtividade, com redução do tempo de
entrega e redução do custo. Esses benefícios seriam atingidos através do controle mais
rígido dos processos, da maior transparência na utilização dos recursos, da melhor
visão do planejamento e da melhoria na disponibilização dos materiais necessários na
produção. Sistemas como o proposto têm a característica de melhorar a comunicação
entre os departamentos e a qualidade dos dados, contribuindo para a maior eficiência
no projeto do navio e na engenharia de planejamento e construção.
Neste capítulo da tese são apresentados a estrutura padrão de decomposição
utilizada, os indicadores e as métricas de para medição do desempenho e os modelos
para acompanhamento do comportamento dos indicadores sobre a situação de custo e
cronograma do projeto.
Os principais aspectos envolvendo o desenvolvimento de uma estrutura
padrão de decomposição do trabalho são discutidos, envolvendo modelos mais
agregados e adequados para o acompanhamento por
stakeholders
e modelos mais
detalhados e específicos para o controle da produção em projetos de construção naval.
Também são abordados aspectos referentes ao papel da estrutura de decomposição do
trabalho como indutor do uso de novos conceitos de organização da produção. A
prática atual nos estaleiros brasileiros e as vantagens e desvantagens do uso de um
modelo padrão também são avaliadas. No final da seção são propostas diretrizes para
o desenvolvimento de uma estrutura padrão para ser utilizada de forma efetiva tanto
para o acompanhamento pelos
stakeholders
, como para o controle da produção no
estaleiro.
Alternativas para os indicadores e as métricas de medição do desempenho são
levantadas e avaliadas em função da capacidade de representar de forma simples,
adequada e precisa o progresso de um projeto de construção naval. A técnica de
parâmetros principais (
leading parameter
), a técnica das taxas baseadas em atividades
(
activity based ratios
), o método das diferenças (
variances method
) e a análise do
valor adquirido (
earned value analysis
) utilizam indicadores que são considerados na
análise. As métricas são avaliadas em função de sua adequação à atividade
monitorada. Nesse sentido, são avaliados marcos com valores ponderados (
weighted
milestones
), fórmula fixa por atividade (
fixed formula by tasks
),
percentual de
execução
(
percent-complete estimates
),
unidades equivalentes
(
equivalent completed
units
),
atividades com características compartilhadas
(
apportioned relantionships
),
nível de esforço (
level of effort
), e combinações dessas métricas. Também são
avaliadas métricas objetivas, como o peso de aço,
lightship weight, displacement and
gross tonnage
, tanto em função de sua adequação quanto à aplicabilidade na
produção. Finalmente, serão indicados os critérios de escolha dos indicadores e das
métricas de acordo com as atividades definidas nas diretrizes da estrutura de
decomposição do trabalho.
O objetivo deste capítulo é apresentar uma metodologia de controle da
produtividade específica para estaleiros, com funções e conceitos que incorporem a
melhor prática dos estaleiros líderes, com interfaces específicas para utilização por
stakeholders
(armadores, BNDES, FMM, seguradoras) e que permita a integração
180
com
softwares
de gerenciamento de projetos,
softwares
de simulação de processos e
manufatura digital e sistemas ERP.
Entre os objetivos a serem atingidos com destacam-se os seguintes:
−
permitir a obtenção consistente de indicadores de desempenho;
−
melhorar a capacidade de estimar projetos;
−
melhorar a capacidade de gerenciar projetos;
−
melhorar a comunicação entre estaleiros, armadores e demais agentes;
−
permitir a comparação com as práticas do mercado;
−
avaliar o impacto da introdução de novas tecnologias;
−
prover a alta direção do estaleiro, dos armadores e de outras instituições
participantes com informações gerenciais.
5.2. Modelo padronizado de estruturas analíticas de projetos (Work
Breakdown Structure – WBS) na construção naval
No começo dos anos 60 foi criada a ferramenta conhecida como
Work
Breakdown Structure
– WBS para definir o escopo de um projeto e dar a ele
elementos para permitir o seu gerenciamento como um esforço único, uma unidade
transitória de trabalho passando pela estrutura permanente de uma organização
(FLEMING e KOPPELMAN, 2000). Com base na WBS, além da definição do escopo
do projeto, são realizadas as estimativas de tempo e custo do projeto que auxiliam na
definição de estratégias de alocação de recursos. Projetos bem-sucedidos
normalmente usam essa ferramenta para definir os objetivos em um nível de
detalhamento compatível com as limitações encontradas para o seu gerenciamento
efetivo.
As WBS, ou Estruturas Analíticas de Projetos (EAP), segundo PMI (2001),
dão suporte para a definição do trabalho em função dos objetivos do projeto e
estabelecem as estruturas para o gerenciamento do trabalho até a sua conclusão. A
WBS é utilizada de maneira geral para definir os produtos intermediários de um
projeto e decompô-los em subprodutos. Também é a base para o estabelecimento dos
recursos/custos a serem empregados nos processos de execução das atividades, e para
a definição das responsabilidades pelo acompanhamento e coordenação dos serviços.
PMI (2000) descreve a WBS como sendo agrupamento de elementos do
projeto orientados ao resultado principal que organiza e define o escopo total do
trabalho do projeto. É composta de níveis hierárquicos onde cada nível descendente
representa uma definição cada vez mais detalhada do trabalho do projeto. Os
elementos contidos nos níveis mais baixos são chamados pacotes de trabalho, que
podem ser decompostos em outras estruturas como subprojetos. Dessa forma, o
escopo do projeto é dividido em pacotes de trabalho hierárquicos, gerenciáveis e
mensuráveis que balanceiam as necessidades de controle no gerenciamento com os
níveis apropriados de dados de projeto.
Cada elemento da WBS possui um identificador que facilita a agregação das
informações sobre custos e os recursos utilizados. A codificação dos produtos
intermediários, subprodutos e pacotes de trabalho de um projeto é fundamental para
que o fluxo de informações referentes ao desempenho desses elementos possa ser
adequadamente armazenado, permitindo que sistemas de informações sejam
181
desenvolvidos. Portanto, a codificação dos elementos do projeto viabiliza a utilização
das informações, em qualquer nível de agregação que seja necessário, para atividades
de controle do desempenho e de planejamento e replanejamento do projeto.
O gerenciamento de projetos é baseado fundamentalmente na WBS. O
desenvolvimento de uma estrutura adequada é a base para que as técnicas e
ferramentas de gerenciamento de projetos sejam aplicadas de forma efetiva e bem
sucedida. CHASE e AQUILANO (1995) sugerem que o desenvolvimento de uma
WBS adequada deve considerar os seguintes pontos:
- os elementos devem ser trabalhados de forma independente;
- desenvolvimento dos elementos com tamanhos gerenciáveis;
- definição de responsabilidades e autoridade para que o programa planejado seja
executado;
- facilitação do acompanhamento e medição dos elementos do projeto; e
- facilitação do planejamento dos recursos necessários.
Em projetos de grande porte e de complexidade técnica considerável, como é o
caso da construção de navios oceânicos e de estruturas offshore para exploração e
produção de petróleo, o uso de uma WBS padrão tem a função adicional de unificar a
linguagem referente aos produtos do projeto entre os diversos agentes envolvidos.
Há inúmeras maneiras de se desenvolver uma WBS e a literatura disponível é
abundante. Nesta seção serão abordadas as principais aspectos relacionados com o
desenvolvimento de uma WBS e avaliadas estruturas já desenvolvidas
especificamente para projetos de construção naval. As estruturas atualmente utilizadas
na construção naval brasileira, a OS-5 e a EAP (Estrutura Analítica do Projeto), são
apresentadas e uma discussão crítica da adequação em relação à prática consolidada é
realizada.
5.2.1. Decomposição do projeto em pacotes de trabalho
Cada organização tem uma maneira própria de definir um projeto e sua
estrutura de atividades. Não há regras específicas para desenvolver uma WBS, no
entanto, a observação de conceitos e recomendações gerais pode auxiliar no
desenvolvimento de estruturas bem sucedidas.
Alguns conceitos, além dos daqueles encontrados em PMI (2000) e PMI
(2001) e já colocados acima, são apresentados abaixo com o objetivo de destacar as
principais idéias.
“...representação gráfica de um projeto, explodindo-o nível por nível, até o
grau de detalhamento necessário para o planejamento e controle efetivos. Deve incluir
todos os produtos intermediários e itens...e também todas as principais tarefas
funcionais que devem ser desenvolvidas...” (ARCHIBALD, 1976 in FLEMING e
KOPPELMAN, 2000)
“Um projeto consiste da soma de todos os elementos da WBS.
Consequentemente, um elemento que não faz parte da WBS, não é parte do projeto.
Qualquer trabalho que não pode ser identificado na WBS requer uma autorização
específica para ser desenvolvido, seja uma omissão reconhecida ou uma mudança de
escopo.” (OLDE CURMUDGEON, 1994 in FLEMING e KOPPELMAN, 2000)
182
“Qualquer abordagem gerencial deve especificar o que deve ser feito, quando
deve ser feito e quais recursos devem ser aplicados. Essa especificação normalmente
divide o processo total em partes componentes. O sistema que divide esses
componentes com o objetivo de controlar o processo é chamado de WBS.” (STORCH
et alii., 1995)
“Uma WBS é um conjunto de elementos orientados ao produto composto de
hardware, software, serviços, dados e facilidades que resultam do esforço de
engenharia durante a aquisição de itens de materiais de defesa. A WBS mostra e
define os produtos a serem desenvolvidos ou produzidos e relaciona as atividades
entre si e entre os produtos finais” (DEPARTMENT OF DEFENSE, 1992 in
KOENIG e CHRISTENSEN, 1999)
“A WBS simplifica o problema de resumir o desempenho do projeto e
estabelece a estrutura de apresentação das informações para o controle e
gerenciamento, no mínimo sob o ponto de vista da forma como o estaleiro deseja
gerenciar seu negócio.” (DESCHAMPS, undated)
Conclui-se, portanto, que a WBS é a ferramenta básica, entre aquelas
utilizadas em gerenciamento de projetos, para, principalmente, definir e decompor o
escopo do trabalho, estabelecendo uma estrutura hierárquica entre os elementos
definidos. Essa estrutura é a base para a execução de outras atividades ligadas ao
gerenciamento de projetos, como planejar o uso dos recursos, estimar custos e tempos,
planejar riscos do projeto, comunicação do projeto e controlar o desempenho do
projeto.
Uma vez definida o que é uma WBS e quais são os seus principais objetivos,
são observadas características importantes que devem ser consideradas para que os
objetivos pretendidos através do desenvolvimento de uma WBS sejam atendidos.
Os elementos que compõe a WBS, os produtos intermediários ou
deliverables
,
podem ser definidos, segundo PMI (2000), como “qualquer resultado, item ou
atividade que seja tangível, mensurável e verificável, e que deve ser produzido para
completar um projeto ou parte de um projeto”. Os produtos intermediários são
integrados através da estrutura da WBS, e no nível mais baixo da estrutura são
chamados pacotes de trabalho. Os pacotes de trabalho são atividades e podem ser
decompostos em outras atividades como parte de um subprojeto, a ser desenvolvido
por outras equipes de trabalho. Os pacotes de trabalho podem ser uma atividade ou
um conjunto de atividades executadas dentro das contas de controle, onde são
baseadas as estimativas de custos e tempo e onde são acumulados os dados de
desempenho do projeto. A partir das contas de controle (que representam um pacote
de trabalho ou um conjunto de pacotes de trabalho) são calculados os indicadores de
desempenho do projeto. Portanto, é a partir da definição dos pacotes de trabalho, ou
seja, dos elementos do nível mais baixo da WBS, que o projeto é planejado e
controlado.
Um aspecto importante a ser destacado no desenvolvimento de uma WBS é a
relação hierárquica entre os elementos. Os elementos que a compõe devem ser
desenvolvidos preservando uma relação hierárquica que represente uma visão clara do
produto final e dos processos que o criarão. Os níveis mais altos devem representar os
principais itens de trabalho do projeto, ou seja, elementos chave que resumem o
trabalho do projeto para facilitar o acompanhamento e o controle de desempenho. A
Figura 77 ilustra a representação de uma WBS, seus elementos e sua estrutura básica.
183
Ati
v
i
da
d
e
s
Ati
v
i
da
d
e
s
Ativid
a
d
e
s
Ativida
d
e
s
A
t
iv
i
da
d
e
s
Ati
v
i
da
d
e
s
Figura 77 – Estrutura básica da WBS (pacotes de trabalho, contas de controle e níveis
hierárquicos)
O nível de detalhamento e a estrutura da WBS devem ser adequados à
compreensão de todos os envolvidos, desde os trabalhadores no chão de fábrica até os
investidores. Também devem permitir que as atividades desenvolvidas sejam
gerenciadas através dos produtos intermediários, definindo claramente as
responsabilidades pelos elementos da WBS. Cada elemento da WBS deve ter um
responsável identificado na Estrutura de Decomposição da Organização
(
Organizational Breakdown Structure
– OBS). A matriz de responsabilidades
(
Responsibility Assignment Matrix
– RAM) é a estrutura que descreve o
relacionamento entre a WBS e a OBS. Portanto, considerando a estrutura hierárquica,
a OBS e a RAM, é possível identificar problemas de desempenho do projeto no nível
dos pacotes de trabalho, assim como o tipo de problema que está ocorrendo e também
o responsável pela atividade, ou conjunto de atividades, problemática.
O balanceamento entre aspectos de definição do projeto e as necessidades e
limitações de coleta de dados e publicação de relatórios é uma questão crítica no
desenvolvimento de uma WBS. O detalhamento em excesso do projeto, ou seja, uma
quantidade excessiva de níveis pode levar a dificuldades para a manutenção e
atualização das bases de dados de progresso do projeto e os relatórios de desempenho.
O número de níveis deve ser suficiente para representar de forma adequada o escopo
do projeto, atendendo as necessidades de planejamento, controle e acompanhamento e
permitindo que o gerenciamento possa ser efetivamente realizado. O detalhamento
excessivo pode levar a uma crise de confiança no planejamento e controle, uma vez
percebido que o esforço para a manutenção das bases de dados não é possível de ser
realizado.
5.2.2. WBS moderna e padronizada
O uso de uma estrutura moderna e padronizada de divisão do trabalho em
projetos de construção naval pode trazer uma série de vantagens para os estaleiros e
para possíveis interessados nos projetos. Principalmente no caso da construção naval
no Brasil, onde a maioria dos estaleiros mantém uma filosofia de organização da
produção voltada a sistemas e onde órgãos do governo federal têm papel relevante no
financiamento e, por conseqüência, no acompanhamento de projetos dessa natureza.
184
Nesse caso, o uso de uma WBS padrão traria vantagens semelhantes às apresentadas
em KOENIG e CHRISTENSEN (1999), que, embora de natureza diferente das
vantagens percebidas para a construção naval de modo mais geral, não são
excludentes e sim complementares. Tais vantagens incluem, por exemplo: coletar
dados de custo e de produção em bases que permitam o subseqüente tratamento
analítico; permitir análises de projetos para a produção e de alternativas de projeto e
de cenários de produção; melhorar a transferência de dados entre o projeto, as
estimativas de custos, os procedimentos de aquisição de materiais e contratação de
fornecedores e a produção através de uma estrutura comum; e organizar as bases de
dados de modelos de produtos. No trabalho citado é descrito o esforço empreendido
por um grupo de arquitetos navais, engenheiros, estimadores e planejadores dos
principais estaleiros americanos, um instituto de pesquisa, uma universidade e uma
empresa também americanos e um grande estaleiro europeu para desenvolver uma
estrutura genérica para a construção naval, chamada de
Generic Production-Oriented
Work Breakdown Structure
(GPWBS).
No entanto, o esforço de padronização de uma moderna WBS voltada a
produtos na construção naval apresentado por KOENIG e CHRISTENSEN (1999)
não foi pioneiro. Uma série de trabalhos publicados na década de 80 pela
National
Research Shipbuilng Program
– NRSP, descreve o progresso no desenvolvimento e
implantação de uma WBS padrão voltada a produtos e baseada em conceitos de
Tecnologia de Grupos (
Group Technology
). Os progressos relatados nos estudos se
referem à implantação da estrutura no estaleiro japonês
Ishikawajima-Harima Heavy
Industries
- IHI na década de 70. Essa estrutura, conhecida como PWBS (
Product
Work Breakdown Structure
), representa o início da implantação de técnicas modernas
de produção na construção naval, como observado em CHIRILLO (1989). A PWBS
será comentada mais detalhadamente na seção seguinte.
No trabalho apresentado por VOVEDICH
et al.
(2001) é descrito o processo
de desenvolvimento de uma WBS padrão para aplicação em projetos de construção de
plataformas
offshore
. A motivação principal indicada no trabalho para o
desenvolvimento de uma estrutura padrão é a utilização de uma linguagem padrão
para discutir os produtos de um projeto. A WBS padrão é desenvolvida e implantada
para integrar as atividades de engenharia e fabricação, além de integrar as operações,
a contabilidade, o cronograma e os sistemas de gerenciamento de materiais em um
único sistema de gerenciamento de projetos.
Entre as questões abordadas nesta Tese para o desenvolvimento da WBS
padrão, destacam-se a questão do dilema entre estruturas voltadas a sistemas e a
produtos, e a dificuldade aproveitar dados históricos para a preparação de novas
estimativas de custo e cronograma.
O dilema sistemas vs. produtos se refere à necessidade de entregar o produto
final ao cliente por sistemas e ao fato que nas fases de detalhamento do projeto e
construção normalmente o trabalho é descrito em termos de produtos, ou
componentes. Vovedich et al. (2001) resolvem esse dilema definindo que a partir de
um determinado nível da WBS a descrição dos componentes por áreas funcionais e
estruturas é flexibilizada para acomodar os sistemas como atividades que podem ser
descritas, gerenciadas e entregues ao cliente como um pacote de trabalho.
Já o problema de aproveitamento de dados históricos se refere ao fato que a
nova estrutura padrão não acomoda o formato dos dados já coletados. No entanto,
como a maioria dos dados históricos é referente aos níveis mais baixos da WBS
185
desenvolvida, eles foram aproveitados sem maiores problemas. Os dados que
armazenados em níveis mais altos foram alocados em categorias definidas com base
na experiência de gerentes de projeto, e o acompanhamento foi realizado no nível em
que o custo foi definido. O uso da WBS padrão, no entanto, permite que um novo
banco de dados com maior consistência e homogeneidade seja construído. Conclui-se,
através da experiência relatada, que o desenvolvimento de uma WBS padrão não
implica necessariamente no abandono da divisão do trabalho por sistemas, já que pode
ser útil em algumas situações e, também, que é possível aproveitar dados
armazenados de acordo com outras estruturas anteriormente utilizadas.
O uso de uma WBS moderna e, no caso específico da construção naval no
Brasil, padronizada, pode representar um grande estímulo ao aprimoramento dos
modelos de organização da produção e, ao mesmo, permitir que indústria ganhe maior
confiabilidade através do uso de sistemas de acompanhamento que se baseiam no uso
dessa estrutura. O conjunto de agentes externos aos estaleiros no Brasil, que
desempenham um papel de relevância, principalmente em um momento de retomada,
poderiam adquirir maior confiança nos construtores,
A WBS padronizada tornaria-se, portanto, a base para o desenvolvimento da
estratégia de construção (CLARK e LAMB, 1996), e passaria a ser analisada em bases
mais transparentes.
Sistemas de controle de produção também se baseiam fundamentalmente na
WBS (DE LA FUENTE e MANZANARES, 1996), e estruturas padronizadas
viabilizam o uso de sistemas integrados de acompanhamento pelos
stakeholders
(VOVEDICH
et al
., 2001).
5.2.3. Product Work Breakdown Structure – PWBS
Os documentos da NSRP da década de 80, conforme colocado acima,
apresentam uma estrutura de divisão do trabalho essencialmente voltada a família de
produtos intermediários e com forte influência do conceito de organização da
produção conhecido por Tecnologia de Grupo (
Group Technology
). O uso dessa
estrutura pode significar redução significativa do esforço de detalhamento do projeto
através da padronização intensiva de componentes intermediários, e ganhos
significativos de produtividade através da aprendizagem contínua e independente de
tipos e séries de navios. SPICKNALL
et al.
(1995) descreve que altos níveis de
produtividade são alcançados por estaleiros líderes através da padronização de
produtos intermediários, sem que seja necessária a aprendizagem através de
numerosas séries de navios.
No trabalho apresentado por OKAYAMA e CHIRILLO (1982) observa-se que
a abordagem IHI que deu início ao desenvolvimento da PWBS tem uma orientação
fortemente voltada para a descrição dos processos de fabricação de elementos
estruturais e submontagens, explicitando a relação entre esses processos e a
montagem final do navio.
Em STORCH
et alli
. (1995) a PWBS é apresentada como um sistema de
classificação que facilita a integração de diferentes tipos de trabalho através da
definição e classificação de produtos intermediários. Desse modo, atividades ligadas à
construção do casco,
outfitting
e pintura podem ser estabelecidas de maneira
coordenada, estabelecendo fluxos de trabalho mais eficientes. A integração, idealizada
sob a forte influência do conceito de Tecnologia de Grupo, como colocado acima, é
realizada através de quatro componentes principais: o método de construção do casco
186
em blocos (
hull block construction method
– HBCM), o método de acabamento por
zonas (
zone outfitting method
– ZOFM), o método de pintura por zonas (
zone
outfitting method
– ZOFM), e a fabricação por famílias, como a fabricação de famílias
de peças de tubulação (
pipe piece family manufacturing
– PPFM).
A PWBS tem uma estrutura tri-dimensional que relaciona as informações
associadas aos três eixos da estrutura. Normalmente, a base desenvolvida pelo IHI e
apresentada nos trabalhos da NSRP (OKAYAMA e CHIRILLO, 1982; CHIRILLO,
1989), pela inovação em relação aos conceitos de organização da produção até então
adotados pelos estaleiros, é uma referência quando se pensa no desenvolvimento de
uma estrutura de decomposição do trabalho na construção naval.
A PWBS desenvolvida pelo IHI acomoda as seguintes informações:
(a) tipo de trabalho (fabricação ou montagem: casco,
outfitting
ou pintura);
(b) recursos para os produtos (materiais, mão-de-obra, facilidades, despesas); e
(c) aspectos dos produtos (sistema, zona, área, estágio).
Desenvolvimentos posteriores são encontrados na literatura, no entanto
mantêm a estrutura tri-dimensional e a filosofia geral descrita acima. As mudanças se
referem ao conjunto de informações considerado em cada eixo da estrutura.
DE LA FUENTE e MANZANARES (1996), por exemplo, relatam o
desenvolvimento de um sistema de controle baseado fundamentalmente em uma
PWBS. O sistema tinha como um dos objetivos a implantação de novos processos de
organização da produção em um grande estaleiro espanhol.
As informações consideradas na PWBS desse sistema são:
(a) estrutura de produtos (navio, grandes blocos, blocos,
outfitting
, produtos
intermediários e peças básicas para montagem dos produtos);
(b) estrutura de processos (processo de construção do navio, grupos de
processos e famílias tecnológicas); e
(c) estrutura organizacional (descreve a forma como normalmente são
organizados os estaleiros, dividindo o gerenciamento da produção, no nível mais alto,
em engenharia de produção, estrutura e
outfitting
)
Já a estrutura adaptada por KOENIG e CHRISTENSEN (1999), chamada de
Generic Production-Oriented Work Breakdown Structure
– GPWBS, considera as
seguintes informações, com o claro objetivo de oferecer uma estrutura que seja
compatível com qualquer estaleiro americano e que seja verificável a partir de dados
existentes:
(a) estrutura de produtos (navio, zona de edificação, zona de pré-
edificação/
outfitting
, bloco/unidade, montagem, sub-montagem, parte e
componente/matéria-prima);
(b) estrutura de processos ou de estágios de produção (projeto, planejamento,
procurement
, gerenciamento de materiais, lançamento, testes, entrega, garantia,
fabricação, sub-montagem, montagem, unidade/bloco, grandes blocos, edificação,
acabamento após o lançamento); e
(c) tipo de trabalho (administração, engenharia, manuseio de materiais,
materiais, controle de operações, serviços de produção, garantia da qualidade, testes,
187
elétrico,
outfitting
, HVAC, soldagem, instalação de equipamentos, pintura, tubulação
e estrutura).
A Figura 78 ilustra as três estruturas descritas acima de forma esquemática.
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)
Figura 78 – Estruturas de decomposição do trabalho na construção naval orientadas ao
produto
Observa-se que a PWBS tem sido referência na construção naval moderna
como indutora da adoção de modelos de organização da produção baseados em
tecnologia de grupo. Como colocado anteriormente, a decomposição do trabalho de
um projeto, quando bem desenvolvida, permite que atividades relacionadas ao
gerenciamento do projeto sejam bem executadas.
Desse modo, uma WBS pode significar o sucesso de um empreendimento,
uma vez que o reflexo da decomposição do trabalho, e por conseqüência, da
organização da produção, será percebido a execução do projeto, e de forma mais
abrangente, durante o ciclo de vida do projeto.
Portanto, além do estímulo à adoção de conceitos modernos de organização da
produção, os objetivos do desenvolvimento de uma WBS moderna (voltada a
produtos) e padronizada (para permitir o uso em qualquer estaleiro) para a construção
naval brasileira, estão associados ao aprimoramento do planejamento o uso dos
recursos, das estimativas de custos e tempos, do planejamento dos riscos do projeto,
da comunicação interna do estaleiro e com agentes externos e do controle do
desempenho do projeto.
5.2.4. Estruturas de decomposição do trabalho da construção naval brasileira:
OS-5 e EAP
A prática atual na construção naval brasileira envolve a utilização de uma
estrutura de orçamentação padrão, denominada OS-5 (Ordem de Serviço n
o
5). Essa
estrutura é utilizada para apresentação de projetos de construção naval candidatos a
financiamento através do sistema Fundo da Marinha Mercante – FMM. Com base
nessa estrutura foram desenvolvidos o Quadro de Usos e Fontes – QUF e a Estrutura
Analítica do Projeto – EAP, que também devem constar do conjunto de documentos a
serem apresentados ao pleitear-se o financiamento pelo sistema FMM. Com base
nesses documentos são realizadas as análises do preço de venda da embarcação e do
fluxo de desembolsos para a execução da obra, e o acompanhamento físico-financeiro
pelo agente financeiro. Em alguns estaleiros essas estruturas não são efetivamente
utilizadas, assumindo um papel meramente figurativo para encaminhamento do
188
pedido de financiamento aos órgãos competentes. Em outros estaleiros elas também
são utilizadas para levantar os custos de fabricação do navio e para acompanhamento
da evolução da obra.
A OS-5, o QUF e a EAP são estruturas desenvolvidas com base em sistemas
que compõem uma embarcação, ou seja, são estruturas de decomposição do trabalho
orientadas a sistemas.
As estimativas de custos diretos de produção são realizadas com base nas
estimativas de uso de mão-de-obra direta e materiais divididas em oito grupos: A –
Estrutura, B – Máquinas e Equipamentos, C – Redes e Tubulações, D – Eletricidade,
E – Acessórios de Casco e Convés, F – Acabamento, G – Tratamento e Pintura, e H –
Risco e Apoio. Cada grupo possui sub-grupos que representam os sub-sistemas
associados. Além desses grupos, também há, representando parte dos custos diretos, o
grupo de Despesas Diretas de Produção, onde são considerados materiais diretos de
fabricação e itens de serviços, como projeto, classificação, seguro, etc.
Após a consolidação dos valores referentes à mão-de-obra direta e materiais
desses grupos como custos diretos de produção, parte-se para o cálculo do preço de
venda da embarcação fazendo-se incidir, sobre esse total, os custos indiretos, o lucro e
os impostos. No QUF esses custos estão distribuídos durante o período do projeto de
acordo com as relativas demandas de mão-de-obra direta, materiais e itens de
despesas diretas de produção.
Na EAP, atribui-se um percentual relativo ao peso de cada item de material
direto descrito na OS-5, e com base nos percentuais estabelecidos no QUF, são
calculados os pesos relativos de cada item do projeto durante o período de execução
da obra.
O acompanhamento da obra pelos órgãos financiadores do sistema FMM e por
armadores, no caso de alguns estaleiros, é realizado através da comparação dos
indicadores de evolução da obra com os valores estabelecidos na EAP. Esses
indicadores são apurados, normalmente, com base na apresentação de notas fiscais de
compra de materiais, na folha de pagamento de mão-de-obra direta do estaleiro e na
observação da evolução física da obra.
Como colocado anteriormente, normalmente a divisão do trabalho por
sistemas não é adequada, pois normalmente devem ser considerados produtos ou
componentes como elementos de uma WBS. Além disso, a forma como são
considerados os custos indiretos, o lucro e os impostos podem levar a distorções
significativas na contabilidade de custos do navio. A WBS orientada a produtos está
bem mais alinhada com técnicas modernas de custeio e apropriação de custos
indiretos, como o custeio baseado em atividades (ABC).
No entanto, apesar dos problemas associados à OS-5, ao QUF e a EAP,
acredita-se que essas estruturas não precisam ser completamente abandonadas, mas
precisam ser reformuladas de modo a se inserir em estruturas mais modernas.
A PWBS, ou mais especificamente, a GPWBS, apresentadas acima, podem ser
um bom ponto de partida para o desenvolvimento de uma WBS moderna e
padronizada para a construção naval brasileira. Como visto anteriormente, tais
estruturas não estão prontas para qualquer uso e necessitam de algumas adaptações
para se adequarem ao contexto brasileiro. No entanto, considerando o histórico de
sucesso dessas estruturas para dividir o trabalho de construção de um navio –
189
comprovado pelas inúmeras citações em diversas publicações específicas da indústria
naval – a discussão da WBS neste trabalho as considerará como ponto de partida.
5.2.5. Ambiente Produtos-Processos-Recursos (PPR)
A outra abordagem conhecida para o desenvolvimento de um sistema de
classificação de produtos é o
Interim Product Catalog
– IPC. O IPC é uma biblioteca
de produtos intermediários a partir da qual é possível montar qualquer produto do
estaleiro, como por exemplo: peças, componentes, submontagens, montagens, blocos,
grandes blocos,
outfitting
e, finalmente, navios completos.
Cada produto intermediário identificado no sistema de produção é catalogado
e colocado em uma biblioteca estruturada, contendo todas as informações detalhadas
sobre as dimensões, pesos, necessidades de materiais, de utilização de recursos (mão-
de-obra, infra-estrutura e equipamentos), processos de produção e tempos de
produção. Uma estrutura hierárquica é utilizada para facilitar o mapeamento dos
processos e recursos necessários para cada produto.
A literatura recente aponta para o desenvolvimento de estruturas mais
adequadas a ambientes de modelagem orientada a objetos. O IPC reúne características
de integração de informações em um ambiente de produtos, processos e recursos, que
são adequadas para a utilização de ferramentas modernas de planejamento, como a
modelagem orientada a objetos e a simulação.
LAMB
et al
. (2003), WHITFIELD
et alii
. (2003) e LAMB
et al
. (2000)
apresentam estruturas orientadas a objetos para o desenvolvimento de modelos de
processos de construção naval. Tais modelos incluem o estaleiro, estações de trabalho,
produtos, equipamentos, processos, processos de fabricação, processos de manuseio
de materiais e produtos intermediários.
A Figura 79 apresenta um diagrama que ilustra a abordagem orientada a
objetos para o modelo de um estaleiro genérico. Com o modelo do estaleiro, que
representa em detalhes os prédios e galpões (disposição e tamanho), os equipamentos,
capacidades e fluxos, é possível investigar alternativas de produção de um
determinado produto com o objetivo de alcançar a melhor produtividade possível.
A abordagem orientada a objetos para a modelagem do estaleiro está alinhada
com o IPC, que integra em sua estrutura a abordagem integrada de produtos,
processos e recursos.
No contexto desta Tese, conforme apresentado e descrito no Capítulo 4, um
ambiente integrado de produtos, processos e recursos (PPR) foi desenvolvido e
utilizado como uma estrutura de decomposição das atividades. A vantagem desta
abordagem é que o ambiente PPR é capaz de integrar todas as informações que são
necessárias para a definição do conteúdo de trabalho, da duração e do custo de cada
produto intermediário definido.
A estrutura do ambiente PPR pode ser desenvolvida com bancos de dados
alimentados com informações sobre os produtos intermediários extraídas diretamente
de
software
de modelagem do produto, e as informações sobre processos e recursos
obtidas através da estratégia de construção ou do levamento direto
in loco
. O
ambiente PPR desenvolvido para este trabalho foi apresentado com detalhes no
Capítulo 4.
190
Fonte: Lamb et alii. (2003)
Figura 79 – Modelo genérico orientado a objetos de um estaleiro
O Sistema de Controle tilizará as informações do ambiente PPR e do
planejamento e da programação para monitorar o ritmo da produção. As ferramentas
permitirão que se verifique se a produção está mantendo o ritmo planejado ou se
algum problema está acontecendo. No caso da detecção de um problema de custo ou
cronograma, os recursos do ambiente PPR poderão ser alterados para a avaliação do
replanejamento das atividades, fornecendo um importante suporte no gerenciamento
das atividades do estaleiro.
As definições do ambiente PPR serão o núcleo do Sistema de Controle.
Baseando-se nessas definições é possível calcular o conteúdo de trabalho associado a
cada produto intermediário e, por conseqüência, as durações e os custos das
atividades. As três principais partes do ambiente PPR (definição da estrutura de
produtos intermediários, definição dos processos e dos recursos para cada estação de
trabalho) se relacionam entre si para as informações relevantes sejam extraídas e
utilizadas no Sistema de Controle.
5.3. Sistema de informações
O controle dos processos de produção deve ser realizado junto às estações de
trabalho, às linhas de processamento e às equipes de trabalho especializadas, através
da coleta sistemática de dados relacionados a custo e tempo dos processos de
produção. Os sistemas de coleta e recuperação dos dados de produção monitoram
continuamente o custo e tempo na produção de cada produto intermediário, através de
191
estruturas de armazenagem de dados que permitam a associação de cada produto
intermediário a categorias, estações de trabalho e equipes de trabalho.
O custo e o cronograma são os principais indicadores que normalmente
determinam se um projeto atende ou não aos seus objetivos. Para que o controle
desses elementos fundamentais do projeto seja efetivo, é necessário que seja
estabelecido um plano do projeto que seja factível e também efetivo. O plano do
projeto, também conhecido como linha de base do projeto, detalha os custos e o
cronograma das atividades do projeto até o seu nível mais detalhado na WBS, ou seja,
os pacotes de trabalho. Com base no cronograma também é realizado o planejamento
da utilização de recursos, ou seja, para quando serão necessários os materiais
especificados na lista de materiais (
bill of materials
– BOM) e o número de
trabalhadores e as respectivas qualificações para cada período do projeto.
Durante o processo de controle, as informações são recebidas da produção –
que executa os pacotes de trabalho definidos na WBS –, são transformadas em
indicadores de monitoração e os indicadores são comparados com os valores definidos
na linha de base do projeto. Realizadas as comparações, ações corretivas são tomadas
para que o projeto retorne ao estado desejado, ou para minimizar as perdas. Portanto,
pode-se resumir um ciclo clássico de controle em três estágios principais (AL-
JIBOURI, 2003):
−
medição,
−
comparação, e
−
ações corretivas
Segundo LONGWORTH (2002), para controlar um projeto são necessários,
além da linha de base do projeto, o planejamento detalhado para os elementos da
WBS, um sistema de codificação, estimativas de tempo e custo, um relatório sumário
de custos, e um cronograma geral do projeto. Ou seja, o sistema de informações deve
estar articulado de maneira a permitir que dados do projeto, estruturados pela WBS e
um sistema de codificação, possam ser reunidos para a realização de estimativas,
elaboração de relatórios e acompanhamento nos níveis mais elevados da WBS.
O controle do desempenho do custo e cronograma estabelecidos no plano do
projeto dependerá, portanto, de um conjunto de informações geradas durante a
execução das atividades do projeto. Assim, a coleta de dados na produção deve estar
estruturada para que as informações possam ser agregadas e tratadas, permitindo que
as comparações possam ser realizadas.
A Figura 80 ilustra a articulação entre o sistema de informações, a WBS, o
planejamento, a produção, e os modelos de análise do sistema de controle. Observa-se
que o sistema de informações é o coração do sistema de controle, e toda a troca de
informações é baseada na estrutura de decomposição do trabalho (WBS) adotada.
A definição do conjunto de informações a ser coletado, a forma como a
informação será coletada e armazenada e a forma de recuperação da informação para
uso em modelos de análise é o objetivo principal desta seção.
O sistema de informações tem, portanto, o objetivo de medir elementos do
projeto que permitam a comparação e, posteriormente, a tomada de decisões sobre as
ações corretivas a serem implementadas. Dessa forma, serão necessários métricas e
indicadores que possam representar de forma adequada a evolução do trabalho e da
utilização de recursos nos pacotes de trabalho. Técnicas encontradas para a definição
192
de métricas são comentadas e metodologias de acompanhamento e análise de
desempenho de projetos, como por exemplo, técnica de parâmetros principais, método
das diferenças, técnica das taxas baseadas em atividades e análise de valor agregado –
ou valor adquirido – (
earned value analysis
), são avaliadas. Indicadores associados às
metodologias serão apresentados e comentados.
Além das métricas e indicadores, procedimentos de aquisição e estruturas de
armazenagem de dados também são abordados. O objetivo é reunir os elementos
necessários para a estruturação de um sistema flexível, com possibilidade de emprego
tanto em estaleiros de grande como de pequeno porte.
MODELOS DE ANÁLISE, DIAGNOSE E
REPLANEJAMENTO
WBS
PRODUÇÃO
WBS
PLANEJAMENTO
RECURSOS
CUSTO
CRONOGRAMA
SISTEMA DE
INFORMAÇÕES
WBS
RELATÓRIOS DE
CONTROLE
RELATÓRIOS DE
REPLANEJAMENTO
Figura 80 – Modelo básico de integração do sistema de controle de custo e
cronograma
5.3.1. Acompanhamento e análise de desempenho de projetos
O sistema de informações, embora interagindo – através da WBS – com o
planejamento, a produção e a análise dos dados, tem funções delimitadas: a coleta de
dados através das métricas, a integração dos dados para geração dos indicadores e a
armazenagem dos dados. A Figura 81 apresenta os limites do sistema de informações
considerando o fluxo de dados dentro do sistema de controle.
No entanto, analisando-se o diagrama da Figura 81, pode-se observar que o
sistema de informações é a base fundamental para a geração de relatórios de controle
e de replanejamento, que são os produtos finais do sistema de controle. Portanto, a
definição cuidadosa e adequada do conjunto de elementos do sistema de informações
é imprescindível para o funcionamento efetivo do sistema de controle.
O primeiro passo é a definição de uma metodologia de acompanhamento e
análise de desempenho de custo e cronograma em projetos. A forma como será
193
realizado o controle de custo e cronograma do projeto dependerá da metodologia
escolhida, portanto algumas metodologias normalmente encontradas na literatura
especializada serão comentadas a seguir, com o objetivo de reunir elementos para
análise.
Métrica 1
Métrica 2
Métrica 3
Métrica n
. . .
Integração dos dados/Geração
dos indicadores
PACOTES DE TRABALHO
Armazenagem de dados
Transformação dos dados/
Modelos de análise e diagnose
Transformação dos dados/
Modelos de replanejamento
Relatório de
controle 1
Relatório de
controle 3
Relatório de
controle 2
Relatório de
controle n
...
Relatório de
replanejamento 1
Relatório de
replanejamento 3
Relatório de
replanejamento 2
Relatório de
replanejamento n
...
GERÊNCIA DE CONTROLE DO
PROJETO, ALTA ADMINISTRAÇÃO DO
ESTALEIRO E STAKEHOLDERS
GERÊNCIA DE PLANEJAMENTO E
ALTA ADMINISTRAÇÃO DO
ESTALEIRO
SISTEMA DE INFORMAÇÕES
Figura 81 – Delimitação das funções do sistema de informações no contexto do
sistema de controle
Como colocado acima, o acompanhamento do desempenho do projeto envolve
a medição da evolução do projeto e a comparação com a linha de base. A medição do
desempenho de projetos complexos, como é o caso de projetos de construção naval,
envolve um
trade-off
entre os custos e o tempo de coleta e o nível de agregação dos
indicadores.
Ou seja, quanto maior o detalhamento dos níveis de controle, com o objetivo
de representar o projeto de maneira mais abrangente, maiores os custos e os tempos de
resposta do sistema. Dessa forma, o nível de detalhe do controle deve ser escolhido de
modo a ser compatível com o orçamento do sistema de controle e com tempo de
resposta exigido da gerência para a tomada de decisões.
Por outro lado, o nível de detalhamento deve ser suficiente para representar o
projeto de forma adequada, tendo em mente que a representação é sempre parcial,
podendo ser adequada ou não aos propósitos de controlar o custo e o cronograma de
um projeto.
As técnicas disponíveis para controlar projetos envolvem, normalmente,
parâmetros que podem ser facilmente coletados e interpretados. A simplicidade dos
indicadores é fundamental para que os principais usuários dos sistemas de controle –
ou seja, os gerentes de projeto, clientes, investidores e contratantes – possam realizar
as análises necessárias de forma intuitiva, simples e objetiva.
AL-JIBOURI (2003) descreve brevemente quatro técnicas apresentadas como
principais e normalmente utilizadas: a técnica de parâmetros principais (
leading
parameter
), a técnica das taxas baseadas em atividades (
activity based ratios
), o
método das diferenças (
variances method
) e a análise do valor adquirido (
earned
value analysis
).
194
A técnica de parâmetros principais (
leading parameter technique
) se baseia na
hipótese que um – ou mais – dos principais tipos de trabalho do projeto representam o
desempenho global do projeto. No caso da construção naval, por exemplo, a soldagem
de elementos, representada em metros lineares de solda executada, em determinado
período do projeto poderia medir a evolução do trabalho da construção de um navio.
A solda seria, portanto, um “parâmetro principal”, e os custos reais desse
parâmetro seriam comparados com os planejados durante o mesmo período de tempo.
A técnica também permite que sejam definidas seções para acompanhamento de
diferentes tipos de trabalho dentro de um mesmo projeto. Novamente, para a
construção naval, por exemplo, pode-se separar a estrutura do
outfitting
, e definir um
parâmetro para cada seção definida.
Dessa forma, além da solda, utilizada como parâmetro para a seção estrutura, a
quantidade de tubulações processadas – medida em metros lineares de tubulações
prontas para a instalação – poderia ser o parâmetro para a seção
outfitting
. Assim,
cada seção teria um parâmetro diferente para representar melhor a evolução do
trabalho.
A principal crítica com relação a essa técnica é que normalmente projetos
complexos envolvem muitos tipos de trabalho relevantes, o que corresponderia a
inúmeros parâmetros principais em diferentes fases do projeto. Isso introduz uma
dificuldade no acompanhamento relacionada à mudança de um parâmetro para outro.
Além disso, critica-se o fato de que, apesar da técnica indicar desvios em relação à
linha de base, não aponta as razões para os desvios identificados.
A técnica das taxas baseadas em atividades (
activity based ratios technique
) é
uma técnica de controle financeiro que emprega taxas calculadas a partir dos valores
agregados e dos gastos reais de atividades em execução.
As taxas são calculadas com base nos valores planejados para tais atividades.
Em qualquer momento do projeto as taxas podem ser calculadas e o desempenho
(eficiência) do projeto pode ser estimado através dos seguintes indicadores:
=
planejada Despesa
planejado agregadoValor
planejado Desempenho
=
real Despesa
real agregadoValor
real Desempenho
=
planejado Desempenho
real Desempenho
Eficiência
As medidas de desempenho calculadas dessa forma são muito simples e
objetivas. Podem ser usadas com poucos dados e podem ser aplicadas em diferentes
níveis no projeto, desde atividades em um pacote de trabalho e até no nível que
representa todo o projeto.
A técnica de taxas baseadas em atividades é muito adequada para a
comunicação de desempenho de atividades e do projeto para aplicações de curto-
prazo.
O método das diferenças (
variances method
) consiste, basicamente, na
diferença entre as despesas planejadas e as realmente sofridas. Assim como na técnica
195
das taxas baseadas em atividades, é possível aplicá-lo no nível de detalhamento que
for desejado.
O método trabalha, principalmente, com dois tipos de diferenças, a “Diferença
de Revisão do Orçamento” (
Budget Revision Variance
) e a “Diferença de Revisão do
Custo Total” (
Total Cost Review Variance
). Essas diferenças indicam o aumento dos
custos do projeto em comparação com as despesas orçadas, entretanto não indicam as
causas para o aumento. Essas diferenças principais podem ser subdivididas na
tentativa de buscar as causas do aumento de custos no projeto. A “Diferença de
Revisão do Custo Total” pode, por exemplo, ser quebrada em diferenças do
“Orçamento Corrente” e do “Orçamento Futuro”. A diferença do “Orçamento
Corrente” pode ainda ser subdividida em “Diferença de Desempenho” e “Diferença de
Eficiência”, como colocado abaixo:
(
)
período no orçadas Despesas - realizado trabalhodo orçadoValor Desempenho de Diferença
=
(
)
realizado trabalhodo orçadoValor - incorridos Custos eficiência de Diferença
=
A análise de valor agregado é um aprimoramento do método das diferenças e,
por sua importância e destaque na literatura de gerenciamento de projetos
(KERZNER, 2003; PMI, 2000; FLEMING e KOPPELMAN, 2000; VARGAS, 2003;
EIA STANDARD, 2002), de engenharia de custos (LONGWORTH, 2002) e
(HOLLMANN, 2003), de gerência de operações (CHASE e AQUILANO, 1995) e
(GAITHER e FRAZIER, 2002) e de controle da produção na construção naval (DE
LA FUENTE e MANZANARES, 1996; DWIVEDI e CRISP, 2003), será apresentada
com maiores detalhes.
5.3.2. Análise do valor agregado
A técnica atualmente conhecida como Análise – ou Gerenciamento – do Valor
Agregado (
Earned Value Management
) é a evolução de um conjunto de critérios
adotado pelo governo dos EUA para acompanhamento de projetos. Inicialmente
chamado de Sistema de Critérios de Controle de Custo e Cronograma (
Cost/Schedule
Control System Criteria
– C/SCSC), era imposto por agências governamentais sempre
que contratos para desenvolvimento de novos projetos eram estabelecidos com base
no reembolso de custos ou eram contratos de incentivo.
O C/SCSC foi inicialmente implantado pelo Departamento de Defesa (DoD)
americano em 1967, e desde então, seu uso cresceu e foi disseminado entre agências
governamentais diversas do próprio governo americano e até mesmo de outros países.
O C/SCSC é composto de 35 critérios que representam uma abordagem sofisticada e
eficiente para o controle do desempenho de um projeto.
O sistema se baseia fundamentalmente no conceito de o valor agregado
(
earned value
), ou valor adquirido.
Segundo FLEMING e KOPPELMAN (2000), o valor agregado (
earned
value
), ou valor adquirido, que faz parte do conjunto de critérios do C/SCSC, tem
origem remota, sendo idealizado por engenheiros industriais das fábricas americanas
do final do século XIX.
Basicamente, o conceito de valor adquirido é explicado através do
entendimento de três elementos fundamentais: os padrões planejados, os padrões
realizados e os custos reais. Portanto, a comparação entre o que foi planejado de custo
196
e de tempo, com o estágio atual do trabalho e com os custos reais incorridos é a forma
mais básica de gerenciar o valor adquirido.
Apesar do sucesso do uso do valor adquirido através do C/SCSC, sempre
houve duras críticas em relação à complexidade envolvida com o uso do C/SCSC.
Dessa forma, em 1995, empreendeu-se um esforço de revisão dos 35 critérios do
C/SCSC com o objetivo de simplificá-los e torná-los acessíveis para uso mais geral
pela indústria privada, independente dos contratos do governo americano. Dentro
desse contexto, foram desenvolvidos os 32 critérios do Sistema de Gerenciamento do
Valor Adquirido (
Earned Value Managemnt System
– EVMS).
Em 1998, o EVMS foi aprovado como um documento oficial do Instituto
Nacional Americano de Padronização/Associação da Indústria Eletrônica (
American
National Standard Institute/Electronic Industry Association
– ANSI/EIA), podendo
ser obtido como ANSI/EIA 748
Guide
(EIA STANDARD, 2002). Isso representa que
o EVMS deixou de ser um complicado conjunto de critérios imposto pelo governo
americano, para passar a ser um conjunto de critérios simplificados, com grande
acessibilidade e alcance, para uso geral na indústria.
De fato, o interesse e o uso do EVMS têm crescido muito nos últimos anos, e
o sistema tem sido adotado pela indústria privada por ser uma ferramenta viável e
eficiente, que gerentes de projeto podem usar em qualquer situação que requeira o
controle de custo e cronograma de um projeto.
A principal diferença entre o EVM e os métodos tradicionais de
gerenciamento de custos é que o EVM introduz o conceito de valor adquirido,
trazendo uma terceira dimensão para a análise da evolução do desempenho de
projetos, conforme ilustrado na Figura 82.
Figura 82 – Gerenciamento tradicional de custos e EVM
Portanto, além dos elementos tradicionalmente conhecidos, referentes ao valor
planejado para o trabalho (custo orçado) e aos custos reais incorridos para a execução
do trabalho realizado (custo real), acrescenta-se o valor adquirido pelo trabalho
realizado (valor adquirido).
Dessa forma, podem ser apuradas duas diferenças fundamentais para o projeto:
197
I)
A diferença entre o valor adquirido pelo trabalho realizado (valor adquirido) e
o valor planejado para o trabalho (custo orçado). Essa diferença representa o
desvio de cronograma do projeto. Se for negativa significa que o projeto está
atrasado em relação ao originalmente planejado.
II)
A diferença entre o valor adquirido pelo trabalho realizado (valor adquirido) e
os custos reais incorridos para a execução do trabalho realizado (custo real).
Essa diferença, de grande importância para o projeto representa o desvio de
custo do projeto. Se for negativa significa que a previsão de custos realizada
por ocasião do plano do projeto foi ultrapassada.
Com base nos elementos acima podem ser calculados dois importantes índices,
que transformam os dados do plano do projeto e os dados coletados de custo real e
valor adquirido em valiosa fonte de informação sobre o desempenho do projeto. São
os índices de desempenho de custo e de cronograma.
O índice de desempenho de cronograma (IDCR) é a relação entre o valor
adquirido e o valor planejado, que indica a quantidade de trabalho efetivamente
realizado em relação ao trabalho planejado. Ou seja, tomando como exemplo a
situação da Figura 82, onde o valor adquirido é de $ 35 e o valor orçado é de $ 50, o
IDCR é de 0,70. Isso significa que para cada $ 1 planejado para ser realizado, somente
$ 0,70 foi efetivamente realizado.
O índice de desempenho do custo (IDCT) é a relação entre o valor adquirido e
o custo real, que indica a quantidade de trabalho efetivamente realizado em relação
aos custos incorridos para realizá-lo. Novamente utilizando a situação delineada na
Figura 82, onde o valor adquirido é de $ 35 e o custo real é de $ 50, o IDCT é de 0,70.
Isso significa que para cada $ 1 efetivamente gasto no projeto, somente $ 0,70 foram
transformados em trabalho realizado.
A Figura 83 ilustra os elementos do EVM comentados acima e o IDCR e o
IDCT. O IDCT e o IDCT são ferramentas muito úteis para realizar estimativas do
comportamento futuro de um projeto.
Para que os elementos do EVM estejam disponíveis, é necessário que sejam
definidos os procedimentos para o levantamento do valor planejado, do valor
adquirido e do custo real para as atividades no nível em que o controle será
estabelecido.
É preciso que as informações sejam coletadas de forma a servir tanto como
uma ferramenta de controle da produção para o estaleiro, como ferramenta de controle
para investidores, clientes e outros interessados.
É lógico que se os procedimentos definidos para o uso do sistema forem
adotados como procedimentos internos de controle do estaleiro, o sistema ganha em
confiabilidade junto aos usuários externos e, consequentemente, toda a indústria de
construção naval aumenta a sua credibilidade.
Dessa forma, as contas de controle para a implementação do EVM serão
definidas no nível mais baixo da decomposição do trabalho, ou seja, nos pacotes de
trabalho básicos a serem definidos no desenvolvimento da WBS.
198
Figura 83 – Elementos do EVM
5.3.3. Métricas para a medição de desempenho
Observa-se das seções anteriores que há diversas maneiras de realizar o
acompanhamento do desempenho de um projeto qualquer. O gerenciamento do valor
adquirido tem recebido destaque entre as técnicas de monitoração de desempenho,
sendo cada vez mais aceito pela indústria como uma ferramenta útil para controle de
custo e cronograma. (PMI, 2000; EIA STANDARD, 2002; FLEMING e
KOPPELMAN, 2000)
No entanto, não importa qual seja o método escolhido para controlar um
projeto, é fundamental que os indicadores em que se baseia o método sejam
mensuráveis, e, além disso, que possam ser obtidos através de métricas simples e
objetivas. Assim se conclui que, tão importante quanto a ferramenta de
acompanhamento do desempenho, são os procedimentos para a obtenção dos dados
que constituem os indicadores básicos de desempenho.
Nesta seção, após uma rápida introdução sobre métricas, serão brevemente
discutidas métricas encontradas na literatura de gerenciamento de projetos para
medição do valor agregado e dos custos reais (FLEMING e KOPPELMAN, 2000;
VARGAS, 2003), e encontradas na literatura de construção naval para a medição da
produtividade de processos, da evolução física na fabricação de produtos e da
utilização de recursos encontrados em um estaleiro (STORCH
et alii
., 1995; e DE LA
FUENTE e MANZANARES, 1996).
A definição de métricas adequadas é fundamental quando se parte do princípio
que não se pode controlar aquilo que não se consegue medir. Portanto, segundo IEEE
(1990) uma métrica nada mais é do que uma medida quantitativa do grau que um
sistema, componente ou processo possui um determinado atributo.
Qualquer sistema de controle é fundamentalmente dependente da qualidade da
informação obtida através das métricas. Portanto, a formalização de um programa de
métricas é essencial para garantir o bom funcionamento do sistema. Marco (1999),
explica que um programa de métricas bem-sucedido depende de inúmeros fatores,
entre eles:
199
−
comprometimento da organização;
−
consistência na coleta das métricas;
−
definição de papéis e responsabilidades;
−
definição de padrões e procedimentos; e
−
alocação apropriada de recursos para atividade
Qualquer projeto deve estar preparado para a coleta de um conjunto básico de
métricas, chamado de métricas primitivas. A decisão sobre as métricas primitivas que
devem ser utilizadas deve antecipar o início de um projeto. Em indústrias que
trabalham com projetos contínuos e produtos similares, as métricas primitivas devem
ser escolhidas de maneira a possibilitar a ampla aplicação em todos os projetos,
portanto a sua definição independe da discussão sobre um determinado projeto e deve
ser estabelecida no momento da definição do sistema de controle a ser utilizado pela
organização.
MARCO (1999) recomenda as seguintes métricas primitivas:
−
tamanho;
−
esforço;
−
duração;
−
equipe;
−
mudanças;
−
defeitos;
−
recursos computacionais; e
−
características ambientais
Com relação às métricas específicas para a medição do valor agregado,
FLEMING e KOPPELMAN (2000) e VARGAS (2003) recomendam as seguintes:
−
marcos com valores ponderados (
weighted milestones
);
−
fórmula fixa por atividade;
−
percentual de execução;
−
percentual de execução com marcos de controle;
−
unidades equivalentes;
−
atividades com características compartilhadas; e
−
nível de esforço
Os marcos com valores ponderados (
weighted milestones
) são utilizados
quando o período do pacote de trabalho excede em uma ou duas vezes o período
utilizado para o planejamento e controle das atividades, chamado de período de
controle (p. ex. semanas ou meses). O pacote de trabalho é então dividido em um
número de marcos (
milestones
) igual ou superior ao número de períodos de controle, e
para cada marco estabelecido é atribuído um orçamento, calculado com base em pesos
definidos para os marcos em relação ao orçamento total do pacote de trabalho. O valor
adquirido é então calculado avaliando-se a execução física de cada evento definido
pelos marcos estabelecidos. É uma métrica muito utilizada para medição de
desempenho, no entanto é a mais difícil de planejar e administrar. O maior problema
200
com essa métrica é o estabelecimento de marcos que representem de forma adequada
as relações entre o pacote de trabalho, o cronograma e os recursos estimados para
utilização.
A fórmula fixa por atividade foi muito utilizada no passado, entretanto,
atualmente seu uso tem diminuído. Essa métrica, utilizada normalmente em atividades
que demandam um ou dois períodos de controle para sua conclusão, divide o pacote
de trabalho em duas partes, que somadas representam a conclusão da atividade.
Qualquer divisão pode ser utilizada, no entanto as mais populares são 25/75, 50/50 e
75/25. Quando a atividade é iniciada atribui-se o valor especificado na primeira
divisão, e quando o trabalho é concluído o valor da segunda divisão é atribuído.
Assim, tomando como exemplo a divisão 25/75, normalmente utilizada para
representar a compra de materiais, quando é realizado o pedido de compra do material
considera-se 25% do valor adquirido correspondente, e quando o material é utilizado,
atribui-se os 75% restantes.
As estimativas de percentuais de execução se baseiam na atribuição de
percentuais de conclusão pelo responsável por determinado pacote de trabalho. É a
forma mais fácil de medir o valor adquirido e, embora muito sujeito a julgamentos
individuais e subjetividade que eventualmente distorcem as medições, se utilizado em
conjunto com alguns procedimentos para evitar os problemas citados, pode ser uma
excelente métrica. Um dos procedimentos normalmente adotados para conferir maior
confiabilidade à métrica é a utilização de medidas objetivas de evolução da atividade,
como, por exemplo, peso de aço, metros lineares de solda e área de pintura. Algumas
medidas objetivas específicas da construção naval serão discutidas mais
detalhadamente abaixo. Outro procedimento utilizado é a definição de um teto para a
medição do valor adquirido. Dessa forma, as medidas subjetivas da evolução da
atividade estariam limitadas a 80% ou 90% do valor total, restando alguma margem
para acertos nos valores na conclusão do pacote de trabalho.
Com o objetivo de contornar os principais problemas ligados à subjetividade
das estimativas de percentuais de execução, desenvolveu-se uma métrica que combina
o percentual de execução com marcos de controle ponderados. Assim, a facilidade de
uso dos percentuais de execução e a capacidade de controle dos marcos ponderados
foram reunidas para o surgimento de uma métrica muito eficiente. Assim, são
definidos marcos fisicamente e visualmente identificáveis dentro das atividades,
associados a percentuais de execução, que funcionam como “portais de controle” do
projeto. Isso significa que quando um “portal de controle” é alcançado, realiza-se uma
análise para ajustar os valores adquiridos até o momento. O avanço para a nova fase
dentro da atividade, delimitada pelo próximo marco (“portal de controle”), é então
realizada calibrando-se as medidas subjetivas do valor adquirido através de uma
medida objetiva.
Já as unidades equivalentes, por sua vez, permitem que o valor planejado para
uma determinada atividade seja adquirido ao final do trabalho realizado, ou em
frações do trabalho total a ser realizado. É uma métrica que funciona bem em
atividades de longa duração e com trabalhos repetitivos, como os encontrados com
freqüência na indústria de construção. É uma forma simples e fácil de atribuir valor ao
trabalho realizado através do progresso físico de uma atividade. Pode, em alguns
casos, distorcer a análise de desempenho em projetos mais complexos, pois o avanço
físico nem sempre corresponde ao trabalho efetivamente realizado. No entanto, em
201
projetos onde produtos são facilmente identificáveis, e possuem estreita correlação
entre os custos e o progresso físico, trata-se de uma métrica extremamente útil.
Na métrica de atribuição de valor adquirido por atividades com características
compartilhadas, são definidas atividades que compartilham diretamente relações de
desempenho com outras. Define-se uma “base de controle”, normalmente uma
atividade que apropria o valor adquirido conforme qualquer uma das métricas
expostas acima, e as atividades similares apropriam o valor adquirido na mesma
proporção que a atividade base.
Finalmente, encontra-se a métrica conhecida como nível de esforço. É
normalmente utilizada para apropriar o valor adquirido de atividades que não possuem
um produto definido, como serviços de planejamento, orçamentação, compras, etc.
Tem uma relação direta com os itens de custo indireto na terminologia utilizada na
administração de custos. O valor adquirido de atividades dessa natureza é apropriado
integralmente sempre que for autorizado no plano do projeto, não importa se há ou
não há avanço físico da obra. Devido a distorções que advém do uso dessa métrica,
não é mais recomendada para uso.
Entre as métricas descritas acima para a medição do valor adquirido, destaca-
se neste trabalho a métrica das estimativas de percentuais de execução. Em especial,
destaca-se o problema da subjetividade e do esforço para tornar a medição do valor
adquirido através dessa métrica mais objetiva. Comentou-se acima que um dos
procedimentos para resolver o problema da subjetividade é o uso de medidas objetivas
de evolução da atividade. Aproveita-se, nesse contexto, as referências STORCH
et
alii
.(1995) e DE LA FUENTE e MANZANARES (1996) para levantar algumas
medidas objetivas específicas da construção naval. A Tabela 44 apresenta os índices
normalmente utilizados para a medição da evolução do trabalho nos pacotes de
trabalho e da produtividade.
Conclui-se da análise das métricas acima que não existe uma métrica universal
para a medição de desempenho em projetos. Diferentes mecanismos de medição
devem ser considerados conforme sua melhor adequação aos tipos de trabalho
existentes no projeto. No entanto, é importante ressaltar que cada pacote de trabalho,
cada conta de controle deverá ter sua métrica previamente e cuidadosamente
estabelecida, de modo a permitir o planejamento da coleta e da análise dos dados de
maneira consistente e confiável. No desenvolvimento dos elementos do Sistema de
Controle de Projetos de Construção Naval, sempre que for possível, será feita a opção
pela objetividade e confiabilidade dos procedimentos de medição. Dessa forma, o
método das estimativas de percentuais de execução com “portais de controle” e
medidas objetivas da evolução do trabalho (Tabela 44), terá preferência como métrica
de medição do valor adquirido.
Além das métricas descritas acima para a medição da evolução do valor
adquirido, existem métricas para a apropriação e cálculo dos custos reais do projeto,
que é outro importante elemento do EVM. A apropriação de custos diretos e de
materiais aplicados em um projeto deve obedecer às metodologias contábeis
atualmente existentes, respeitando as contas de controle definidas a partir do
confronto entre as estruturas organizacional e de decomposição do trabalho. Já os
custos indiretos poderão ser apropriados conforme o método de departamentalização
ou do método ABC. Portanto, resumidamente, os custos diretos e de aplicação direta
nas atividades serão monitorados nas contas de controle estabelecidas para o projeto.
Já a apropriação dos custos indiretos será definida após uma análise entre as
202
diferenças no custo final do projeto considerando a atual forma de apropriação
utilizada na construção naval brasileira, através do documento de orçamento padrão
OS-5, e os dois métodos citados acima.
Tabela 44 – Índices para a medição do progresso da produção e da produtividade
ÍNDICES DE
DESPESAS
COM MÃO-
DE-OBRA
ÍNDICES DE
PROGRESSO DA
PRODUÇÃO (IPP)
ÍNDICES DE
PRODUTIVIDADE
(IPDT)
Fabricação
Peças
→ HH/UT
→ (PESO DE PEÇAS
FABRICADAS)/UT
→ HH/(PESO DE
PEÇAS
FABRICADAS)
Submontagem
→ HH/UT
→ (PESO DE
SUBMONTAGENS)/
UT
→ (SOLDA NAS
SUBMONTAGENS)/
UT
→ HH/(PESO DE
SUBMONTAGENS)
→ (SOLDA NAS
SUBMONTAGENS)/
HH
Montagem
→ HH/UT
→ (PESO DE
MONTAGENS)/UT
→ (SOLDA NAS
MONTAGENS)/UT
→ HH/(PESO DE
MONTAGENS)
→ (SOLDA NAS
MONTAGENS)/HH
Tipo de trabalho
Estrutura
Montagem
Edificação
→ HH/UT
→ (PESO
EDIFICADO)/UT
→ (SOLDA NA
EDIFICAÇÃO)/UT
→ HH/(PESO
EDIFICADO)
→ (SOLDA NA
EDIFICAÇÃO)/HH
Fabricação
PPFM
→ HH/UT
→ (PESO
MANUFATURADO)/
UT
→ (PEÇAS
MANUFATURADAS)
/UT
→ HH/(PESO
MANUFATURADO)
→ HH/(PEÇAS
MANUFATURADAS
)
Convés
→ HH/UT
→ (COMPONENTE
PARAMÉTRICO DE
PESO)/UT
→ HH/(COMPONENTE
PARAMÉTRICO DE
PESO)
Tipo de trabalho
Outfitting
Montagem
Máquinas e
equipamentos
→ HH/UT
→ (COMPONENTE
PARAMÉTRICO DE
PESO)/UT
→ HH/(COMPONENTE
PARAMÉTRICO DE
PESO)
203
Tabela 44 (cont.)
ÍNDICES DE
DESPESAS
COM MÃO-
DE-OBRA
ÍNDICES DE
PROGRESSO DA
PRODUÇÃO (IPP)
ÍNDICES DE
PRODUTIVIDADE
(IPDT)
Acomodações
→ HH/UT
→ (COMPONENTE
PARAMÉTRICO DE
PESO)/UT
→ HH/(COMPONENTE
PARAMÉTRICO DE
PESO)
Outfitting
Montagem
Elétrica
→ HH/UT
→ (COMPRIMENTO DE
CABOS
COLOCADOS)/UT
→ (PARTES DE CABOS
CONECTADOS)/UT
→ (COMPONENTE
PARAMÉTRICO DE
PESO)/UT
→ HH/(COMPRIMENTO
DE CABOS
COLOCADOS)
→ HH/(PARTES DE
CABOS CONECTADOS)
→ HH/(COMPONENTE
PARAMÉTRICO DE
PESO)
Tipo de trabalho
Pintura
--
--
→ HH/UT → (M
2
REVESTIDOS)/UT → HH/(M
2
REVESTIDOS)
HH: horas-homem; UT: unit-time; SOLDA: indicador do comprimento de solda considerando o tipo, o tamanho e a
posição da solda
Fonte: STORCH et alii. (1995)
5.3.4. Procedimentos de aquisição de dados
Uma vez definidos a WBS, a técnica para o controle de custo e cronograma do
projeto, e os indicadores e as métricas para a medição de desempenho, é necessário
definir procedimentos gerais de aquisição e a estrutura de armazenagem dos dados.
A Figura 84 ilustra de forma esquemática como será feita a aquisição de dados
para a medição do valor agregado (VA) e dos custos reais (CR). Ressalta-se que o
valor planejado (VP) é obtido da linha de base do projeto estabelecida na fase de
planejamento.
O VA será obtido através do uso das métricas apresentadas acima,
considerando medidas objetivas como o IPP (Índice de Progresso da Produção) e o
IPDT (Índice de Produtividade).
O IPP e o IPDT também serão utilizados para as atividades de replanejamento
e para o estabelecimento de parâmetros para o planejamento de novos projetos. Os
modelos de replanejamento e os parâmetros para o planejamento serão abordados na
seção dedicada aos modelos de análise e diagnose.
A medição do VA será realizada diretamente na produção, nos níveis mais
baixos da WBS, ou seja, nos pacotes de trabalho, permitindo a rastreabilidade dos
problemas com o cronograma.
No mesmo nível de detalhamento será medido o CT das atividades, permitindo
o mesmo nível de rastreabilidade. A medição do CT depende, além de dados da
produção, de dados a serem fornecidos pela administração. Assim, com base nos
valores levantados para o VP, VA e CR, calculam-se os indicadores de desempenho
do projeto, IDCR e IDCT.
204
O trabalho de CHAU
et alii
. (2002) apresenta uma aplicação da tecnologia de
“
data warehouse
” para o desenvolvimento de um sistema de apoio à decisão. A
tecnologia de “
data warehouse
” se refere a um repositório global de dados que
armazena consultas pré-processadas, hospedadas em uma consulta-base operacional
múltipla e heterogênea.
Bancos de dados com essas características são normalmente desenvolvidos
sobre uma estrutura simples e não-relacional, sendo a fonte principal de informação a
capacidade de execução de consultas. A estrutura pode consistir em uma única grande
tabela composta de inúmeras sub-tabelas, bastando conhecer a localização do
conjunto de dados para poder recuperá-los através de consultas estruturadas. A
estrutura de armazenagem será idealizada com a preocupação de preservar a
abordagem PPR (processos-produtos-recursos) e o caráter tri-dimensional da WBS.
PR
a
…
…
…………
…
……
……….
P
R
OC
ESSOS
P
Rb
PRn
Figura 84 – Aquisição de dados para a cálculo do IDCR e IDCT
5.4. Proposição de uma Estrutura de Decomposição do Trabalho
A Estrutura de Decomposição do Trabalho – EDT (ou
Work Breakdown
Structure
– WBS) desenvolvida para este trabalho é baseada no Método de
Construção por Zonas (
Zone Construction Method
), que se baseia na decomposição
das atividades de construção naval orientada a produtos (PWBS) (STORCH
et alii
.,
1995).
Considerando os diferentes tipos de trabalho para a construção de uma
embarcação, a PWBS, no Método de Construção por Zonas, acomoda três diferentes
métodos orientados a diferentes zonas de construção. Desse modo, atividades ligadas
à construção do casco,
outfitting
e pintura podem ser planejadas de maneira
coordenada, estabelecendo fluxos de trabalho mais eficientes. A integração é realizada
através de quatro componentes principais: o método de construção do casco em
blocos (
hull block construction method
– HBCM), o método de acabamento por zonas
(
zone outfitting method
– ZOFM), o método de pintura por zonas (
zone painting
205
method
– ZPFM), e a fabricação por famílias, como a fabricação de famílias de peças
de tubulação (
pipe piece family manufacturing
– PPFM).
Neste trabalho serão utilizadas as mesmas estruturas de decomposição de
produtos, e a associação de processos e recursos referentes ao método de construção
do casco em blocos, que foram utilizadas no Capítulo 4. Dessa forma, os indicadores,
métricas e procedimentos de coleta de dados apresentados estão associados à
produção de elementos estruturais, sem consideração de atividades ligadas a
fabricação e instalação de itens de
outfitting
e a pintura.
A codificação desenvolvida e apresentada no Capítulo 4 acima também foi
utilizada para o desenvolvimento do trabalho apresentado neste Capítulo.
5.5. Definição dos indicadores, métricas e procedimentos de coleta de dados
O Sistema de Controle de Projetos de Construção Naval (SCPCN) é composto
de indicadores, métricas e procedimentos de coleta de dados. Neste capítulo serão
apresentados esses elementos. Serão consideradas apenas as atividades desenvolvidas
no Departamento de Estruturas (DEST) de um estaleiro hipotético.
As oficinas e áreas do DEST consideradas são: a Oficina de Fabricação de
Partes (OFP), a Oficina de Montagem de Blocos (OMT), a Área de Pré-Edificação
(APE) e a Área de Edificação (AED). Na Figura 43, tais oficinas e áreas estão
identificadas por um retângulo vermelho.
5.5.1. Banco de dados de produção
Um banco de dados bem estruturado, com coleta de dados sistemática e
ferramentas de análise é fundamental para a realização de estimativas, orçamentação e
programação de atividades.
Tais características permitem que uma linha de base seja definida e
comparações sejam realizadas para monitorar o consumo de mão-de-obra e do
progresso da produção, bem como avaliar a produtividade de atividades específicas.
Os elementos necessários para a montagem do banco de dados para o SCPCN
serão apresentados neste capítulo.
5.5.2. Coleta de dados
Os dados coletados para o SCPCN-DEST são referentes à fabricação de
partes, submontagem, montagem de blocos, pré-edificação e edificação e têm o
objetivo de monitorar a produção atual e projetar níveis futuros de produção para as
respectivas oficinas e áreas.
Os consumos de mão-de-obra e material direto de produção devem ser
classificados e coletados de acordo com a codificação definida no item 4.4.1.2
(Codificação) deste documento.
Antes de o projeto ser completamente definido para uma determinada
embarcação, dados coletados em projetos passados são utilizados para estimar o
conteúdo de trabalho e a necessidade de homens-hora. No caso da produção no DEST
serão utilizados como indicadores do conteúdo de trabalho o peso dos elementos, o
comprimento de corte na oficina de fabricação de partes e o comprimento de solda na
oficina de montagem.
206
5.5.3. Estimativa do conteúdo de trabalho
A principal função da estimativa do conteúdo de trabalho é a determinação de
homens-hora necessários para completar um pacote de trabalho. Estimativas
detalhadas são necessárias para a definição da ocupação das facilidades e da utilização
de recursos para os principais produtos intermediários. Também são utilizadas para
estimar os custos do produto final ou de produtos intermediários, com base nas
estações de trabalho envolvidas e no tipo de produto intermediário.
Os métodos tradicionais de estimação do conteúdo de trabalho em
determinada atividade envolvem a construção de um modelo simples, que liga um ou
mais atributos físicos do produto a processos e às respectivas homens-hora
necessárias. A complexidade do modelo de estimação do trabalho em uma atividade é
assunto de discussão entre duas linhas principais.
Uma das linhas baseia-se em um modelo fundamentado na decomposição das
atividades em operações elementares. São então atribuídos indicadores de
produtividade pré-estabelecidos e posteriormente é realizada a agregação para
conhecer a necessidade de horas-homem em qualquer nível de atividade.
A segunda linha encontrada baseia-se na atribuição de parâmetros a produtos
intermediários principais que são utilizados para a estimativa do conteúdo do trabalho.
Por exemplo, o peso de um determinado bloco e um parâmetro que classifique a
complexidade de sua montagem podem ser utilizados para a obtenção das horas-
homem necessárias para a sua a montagem.
Ambas as linhas dependem, fundamentalmente, de dados confiáveis sobre a
produção passada.
A análise estatística de consumo de mão-de-obra em projetos passados é a
melhor alternativa para estimar horas-homem em um novo projeto. No entanto, como
o consumo de mão-de-obra pode variar de forma significativa de um projeto para
outro, as curvas de consumo médio devem ser analisadas com cuidado, identificando
e classificando potenciais diferenças.
O processo de coleta de dados estatísticos de consumo de mão-de-obra deve,
portanto, considerar que os dados possam ser classificados de acordo o tipo de estação
de trabalho, e também conforme o tamanho e o tipo de navio.
Em alguns estaleiros são utilizados gráficos que apresentam a quantidade de
trabalho estimada para uma determinada estação de trabalho e as tendências, a média
recente e a faixa considerada adequada para a produtividade. São consideradas
importantes ferramentas de controle para os trabalhadores encontrarem o ritmo certo
das atividades nas estações de trabalho, e também para o estabelecimento de sistemas
de incentivo ao aumento da produtividade.
A Figura 85 apresenta, de forma esquemática, as etapas do processo de
estimação do conteúdo de trabalho. STORCH
et alii
. (1995) apresenta um sistema de
determinação das necessidades de homens-hora com as características comentadas
acima. A Figura 86 ilustra os principais elementos desse sistema.
207
Figura 85 – Processo de estimação do conteúdo de trabalho
Fonte: STORCH et alii (1995)
Figura 86 – Sistema de orçamentação de mão-de-obra
5.5.4. Consumo de mão-de-obra
O gasto de mão-de-obra deve ser continuamente monitorado para a verificação
de desvios em relação às quantidades estimadas. O controle é realizado através da
apropriação de consumo de horas-homem às atividades executadas ou em execução.
Normalmente um engenheiro supervisiona a apropriação de horas-homem realizada
diariamente por encarregados na produção.
Sistemas mais avançados de apropriação de mão-de-obra podem ser
encontrados em alguns estaleiros, onde os encarregados supervisionam a utilização de
pontos eletrônicos posicionados em cada estação de trabalho. Os dados de consumo
de mão-de-obra são automaticamente enviados ao sistema de informações que calcula
o consumo diário de horas-homem em cada estação de trabalho, e os desvios em
relação ao planejado.
208
Os Indicadores de Consumo de Mão-de-Obra (ICMDO) do SCPCN-DEST são
ligados ao consumo de mão-de-obra na construção do casco e às seguintes áreas do
estaleiro: a OFP, a OMT, a APED e a AED. O ICMDO relaciona o consumo de mão-
de-obra com o tempo de execução das atividades (horas-homem
vs.
tempo). A Figura
87 ilustra o ICMDO.
Figura 87 – Consumo de mão-de-obra
5.5.5. Progresso da produção
O progresso da produção é um importante indicador do desempenho do
projeto. O Indicador de Progresso da Produção (IPP) e o ICMDO são os elementos
fundamentais para o controle da produção.
Com base nas informações da lista de materiais é possível saber a quantidade
de material e o conteúdo de trabalho associados a uma determinada atividade.
Portanto, é necessário que o controle do progresso da produção seja realizado peça
por peça, produto intermediário por produto intermediário, de forma a ter-se uma
medida precisa.
Cada produto intermediário possui uma identificação e deve estar devidamente
identificado no chão de fábrica. Dessa forma, é possível lançar no sistema de
informações os produtos processados e os respectivos conteúdos de trabalho em cada
estação de trabalho.
Da mesma forma que o ICMDO, os IPP do SCPCN-DEST são ligados ao
progresso da produção na construção do casco e a OFP, a OMT, a APED e a AED. O
IPP relaciona o progresso da produção (medido em peso para todas as áreas
consideradas, comprimento de corte para a OFP e comprimento de solda para a OMT,
APED e AED) com o tempo de execução das atividades (peso/comprimento de
corte/comprimento de solda
vs
. tempo). A Figura 88 ilustra o IPP.
209
Figura 88 – Progresso da produção
5.5.6. Produtividade
O Indicador de Produtividade (IPT) é a relação entre o ICMDO e o IPP.
O controle da produtividade consiste na monitoração do ICMDO e do IPP
levantados com base em diferentes medidas (peso, comprimento de corte e
comprimento de solda). Eventualmente é necessário mais de um indicador para o
controle de um grupo de pacotes de trabalho.
A acumulação dos indicadores de produtividade permite que, além da
produtividade nos processos, também seja analisado o progresso da produção no
processo em questão. A comparação com as respectivas programações serve de base
para ajustes de curto prazo na produção, como a mudança de operários ou a utilização
de horas extras.
Em alguns estaleiros são encontrados gráficos que apresentam a quantidade de
trabalho estimada para uma determinada estação de trabalho e as tendências, a média
recente e a faixa considerada adequada para a produtividade. Esses gráficos são
considerados importantes ferramentas de controle para os trabalhadores encontrarem o
ritmo certo das atividades nas estações de trabalho, e também para o estabelecimento
de sistemas de incentivo ao aumento da produtividade.
Alguns indicadores de produtividade são apresentados abaixo:
−
Produtividade na fabricação de partes (horas-homen
vs
. peso, horas-homem
vs
. comprimento de corte)
−
Produtividade na submontagem e montagem de blocos (horas-homen
vs
.
peso, horas-homem
vs
. comprimento de solda)
−
Produtividade na pré-edificação e edificação (horas-homen
vs
. peso, horas-
homem
vs
. comprimento de solda)
A Figura 89 ilustra o IPT.
210
Figura 89 – Produtividade
5.5.7. Controle de custo e tempo
Para controlar um projeto são necessários, além da linha de base do projeto, o
planejamento detalhado para os elementos da WBS, um sistema de codificação,
estimativas de tempo e custo, um relatório sumário de custos, e um cronograma geral
do projeto. Ou seja, o sistema de informações deve estar articulado de maneira a
permitir que dados do projeto, estruturados pela WBS e um sistema de codificação,
possam ser reunidos para a realização de estimativas, elaboração de relatórios e
acompanhamento nos níveis mais elevados da WBS.
O controle do desempenho do custo e cronograma estabelecidos no plano do
projeto dependerá, portanto, de um conjunto de informações gerado durante a
execução das atividades do projeto. Assim, a coleta de dados na produção deve estar
estruturada para que as informações possam ser agregadas e tratadas, permitindo que
as comparações possam ser realizadas.
Alguns estaleiros têm utilizado para controlar aspectos referentes a custo e
tempo a técnica conhecida como Análise do Valor Adquirido (
Earned Value
Management
– EVM), também conhecida como Sistema de Controle de Custo-
Cronograma (
Cost-Schedule Control System
– CS 2).
Essa abordagem do controle, com o foco no projeto, pode deixar de lado
importantes questões relacionadas ao desempenho das operações no contexto do
211
Planejamento Agregado da Produção. No entanto, o EVM pode ser uma ferramenta de
grande utilidade para o controle do custo e do cronograma na construção naval.
A técnica de EVM é a evolução de um conjunto de critérios adotado pelo
governo dos EUA para acompanhamento de projetos. Inicialmente chamado de
Sistema de Critérios de Controle de Custo e Cronograma (
Cost/Schedule Control
System Criteria
– C/SCSC), era imposto por agências governamentais sempre que
contratos para desenvolvimento de novos projetos eram estabelecidos com base no
reembolso de custos ou eram contratos de incentivo.
A aplicação da técnica de EVM está associada à relação entre estimativas de
produtividade (IPT) utilizadas para a elaboração da linha de base do projeto (com base
do Indicador de Produtividade – IPT) e dados de consumo de mão-de-obra (ICMDO)
e de progresso da produção (IPP) coletados diretamente no chão de fábrica. Os
principais elementos do EVM são: o Valor Planejado (VP), o Valor Adquirido (VA) e
o Custo Real (CR).
A técnica de EVM aplicada ao SCPCN associa o VP à quantidade estimada de
mão-de-obra (hh) para a realização de uma quantidade de trabalho medida em peso,
comprimento de corte e comprimento de solda
13
.
O VA representa a quantidade de mão-de-obra, calculada através do IPT
utilizado para a elaboração da linha de base, para o trabalho realizado.
O CR é a quantidade de mão-de-obra efetivamente gasta para o trabalho
realizado.
Dessa forma, a dimensão de custo do EVM, no ambiente do SCPCN, está
associada ao consumo de mão-de-obra e ao progresso da produção e,
consequentemente, à produtividade. Portanto, os custos não estão associados, de
forma direta, a unidades monetárias e sim a quantidade de homens-hora
necessárias/consumidas para uma determinada atividade.
Relações entre os principais elementos do EVM fornecem indicadores de
desempenho de custo e cronograma do projeto.
A relação VA/VP fornece o Indicador de Desempenho de Cronograma
(IDCR), ou SPI –
Schedule Performance Index
.
A relação VA/CR fornece o Indicador de Desempenho de Custo (IDCT), ou
CPI –
Cost Performance Index
.
Esses dois indicadores, quando obtidos através de dados confiáveis e coletados
através de procedimentos claros e transparentes, fornecem valiosas informações sobre
o desempenho de um projeto.
Através da análise do IDCR e IDCT, desvios – em relação à linha de base
estabelecida – podem ser identificados e ajustes em ambas as dimensões do projeto,
de custo e cronograma, podem ser realizados.
As combinações entre o desempenho do SPI e CPI levam a nove diferentes
situações de desempenho do projeto, cujos riscos de atraso ou aumento de custos são
distintos. A Figura 90 apresenta um matriz de riscos para o desempenho de custo e
cronograma do projeto.
13
O SCPCN inclui apenas as atividades desenvolvidas no DEST e nas OFP, OMT, APED, AED.
212
Os riscos de ocorrência de problemas de custo e cronograma do projeto podem
ser classificados em três grupos diferentes:
-
risco baixo
-
SPI=1 e CPI=1
-
SPI>1 e CPI=1
-
SPI=1 e CPI>1
-
SPI>1 e CPI>1
-
risco moderado
-
SPI>1 e CPI<1
-
SPI<1 e CPI>1
-
risco elevado
-
SPI<1 e CPI>1
-
SPI=1 e CPI<1
-
SPI<1 e CPI=1
As diferentes áreas estão relacionadas com atrasos no cronograma e de
aumento de custos.
As ações corretivas devem ser estudadas de forma a considerar os perfis de
risco associados às diferentes situações do projeto.
As situações de risco baixo para o projeto (ver Figura 90) estão associadas a
SPIs e CPIs maiores ou igual a um, o que significa que o projeto está com
desempenho melhor que o planejado ou de acordo com a linha de base. Portanto, não
há necessidade de ações corretivas nessas situações.
Se um dos indicadores SPI ou CPI é negativo e o outro positivo o desempenho
do projeto é classificado como de risco moderado. Essas situações podem ser
consideradas, até certo ponto, normais, pois se há um desempenho fraco no SPI, por
exemplo, é natural que o CPI tenha um desempenho bom. Ou seja, se o projeto
apresenta um atraso em relação à linha de base, pode-se considerar normal que, em
contrapartida, o custo seja menor que o inicialmente planejado. Da mesma forma, se o
CPI é menor do que um e o SPI maior do que um, significa que o custo é maior que o
estipulado na linha de base, no entanto, o projeto se encontra adiantado em relação ao
cronograma estabelecido. Nessas situações o SPI e o CPI devem ser monitorados com
bastante atenção e ações corretivas devem ser realizadas no sentido de ajustar o
projeto para que seu desempenho se aproxime daquele utilizado para a elaboração da
linha de base.
Na terceira e mais grave situação há pelo menos um indicador com valor
menor que um e não há valores maiores que um. Essas situações indicam riscos
elevados de problemas com custo e cronograma. Ações corretivas nesses casos devem
ser tomadas imediatamente, no sentido de replanejar o projeto para trazê-lo de volta
aos trilhos. Como não há margem de custo e cronograma para ajustes, qualquer ação
nesse tipo de situação implica em aumentar os custos do projeto, seja acelerando o
projeto ou arcando com os custos decorrentes de um atraso no cronograma. Em
situações como a descrita acima, quanto mais rápido forem identificados os
problemas, menores os custos com as ações corretivas. Portanto, caso o desempenho
213
do projeto se enquadre na área de maior risco (Figura 90), é importante um esforço
rápido e preciso de replanejamento para evitar custos crescentes decorrentes de ajustes
no orçamento e no prazo inicialmente contratados.
Figura 90 – Matriz de riscos de desempenho do projeto
5.6. Planejamento da necessidade de homens-hora e do tempo em projetos de
construção naval
Com o objetivo de ilustrar o funcionamento do SCPCN-DEST foi realizado um
exercício de planejamento da necessidade de homens-hora e dos tempos de construção
em um estaleiro hipotético.
Inicialmente foi determinada a produção anual do estaleiro com base nos tempos
de fabricação de partes, de edificação e de acabamento no cais. A Tabela 45 mostra
como foi calculada a produção anual. Considerando os tempos da Tabela 45 verifica-
se que a produção agregada em um período de cinco anos seria de 13 navios,
resultando em uma produção média anual de 2,6 navios.
O projeto a ser planejado, para posterior controle utilizando-se o SCPCN-DEST,
é composto de um único contrato para a construção de quatro navios idênticos. Cada
embarcação possui as seguintes características:
10.800 cgt
5.000 t de aço
4.500 t de chapas de aço
500 t de perfis laminados
Não serão considerados ganhos de produtividade da mão-de-obra devido ao
aprendizado para o projeto em questão. A Tabela 45 simula a produção do estaleiro
em cinco anos. Após o término do projeto em questão, os tempos de fabricação,
214
edificação e acabamento foram ajustados para representar ganhos de produtividade
oriundos do aprendizado, de investimentos em infra-estrutura, em projeto e em
processos.
Tabela 45 – Determinação de tempos de construção e da produção anual
navio IF K L E
TF TEDIF TACAB TCONST
TOTAL CONTADOR
1
1 5 10 15 5 5 5
10
14 1
2
8 10 15 20 5 5 5
10
12 1
3
13 15 20 25 5 5 5
10
12 1
4
18 20 25 30 5 5 5
10
12 1
5
22 25 28 31 4 3 3
6
9 1
6
25 28 31 34 4 3 3
6
9 1
7
28 31 34 37 4 3 3
6
9 1
8
31 34 37 40 4 3 3
6
9 1
9
34 37 40 43 4 3 3
6
9 1
10
37 40 43 46 4 3 3
6
9 1
11
40 43 46 49 4 3 3
6
9 1
12
43 46 49 52 4 3 3
6
9 1
13
46 49 52 55 4 3 3
6
9 1
IF = Início da fabricação, K = Batimento de quilha, L = Lançamento, E = Entrega, TF = Tempo de fabricação de partes,
TEDIF = Tempo de edificação, TACAB = Tempo de acabamento,
TCONST = Tempo de construção (TEDIF + TACAB)
Considerando o exposto acima, a seguir são apresentados os dados e
informações adotados para a determinação do conteúdo de trabalho. Apenas os dados,
informações e indicadores relevantes para este trabalho serão apresentados, ou seja,
aqueles referentes ao Departamento de Estrutura – DEST e às seguintes áreas do
estaleiro: Área de Edificação, Área de Pré-Edificação, Oficina de Montagem de
Blocos e Oficina de Fabricação de Partes. No Anexo 5 estão reunidos os dados,
informações e indicadores referentes a outras áreas do estaleiro.
5.6.1. Determinação do conteúdo de trabalho
Tempos de produção
A Tabela 46 apresenta os tempos de produção adotados.
Tabela 46 – Tempos de produção adotados
processos meses
semanas
horas dias
processamento de aço 5 21,7 953 108
montagem de blocos 5 21,7 953 108
edificação 5 21,7 953 108
acabamento 5 21,7 953 108
Informações gerais sobre produtos, processos e recursos
As seguintes informações foram adotadas para estimar as necessidades de
homens-hora e de conteúdo de trabalho.
Horas trabalhadas
215
−
44 horas por semana de operação em 1 turno
−
8,8 horas de trabalho por dia
Blocos e super-blocos
−
300 t peso médio de super-bloco
−
40 t peso médio de bloco
Fabricação de partes
−
80% do peso em aço passa pelo processo de fabricação de partes
−
60% das partes fabricadas são de partes paralelas
−
75 m de linha de corte e marcação por chapa para partes paralelas
−
40% das partes fabricadas são de partes não-paralelas
−
90 m de linha de corte e marcação por chapa para partes não-paralelas
Chapas e perfis
−
15% relação chapas/perfis
−
12 m x 3 m x 12,7 mm chapa padrão
−
3,4 t por chapa
−
30.000 mm de perímetro da chapa
Conteúdo de trabalho
ÁREA DE EDIFICACÃO (AED)
−
Número de super-blocos = 17 (Peso total em aço/Peso médio super bloco)
−
65% são blocos de corpo paralelo
−
Número de blocos de corpo paralelo = 11 (0,65 x Número de super blocos)
−
35% são blocos de proa/popa
−
Número de blocos de proa/popa = 6 (0,35 x Número de super blocos)
−
Tempo de processo = 108 dias
IPP_AED1
Peso de blocos de corpo paralelo = 3250 t (Peso médio super bloco
X Número de Blocos do Corpo Paralelo)
IPP_AED2
Peso de blocos proa/popa =1750 t (Peso médio super bloco x
Número de blocos de proa/popa)
IPT_AED1
Produtividade da mão-de-obra = 40 hh/t
ICMDO_AED1 mdo para edificação de blocos do corpo paralelo = 130.000 hh
(Peso de blocos de corpo paralelo x Produtividade da mdo)
ICMDO_AED2 mdo para edificação de blocos de proa/popa = 70.000 hh
(Peso de blocos de proa/popa x Produtividade da mdo)
−
Número de trabalhadores = 210 (ICMDO_AED1 + ICMDO_AED2/Tempo de
processo)
ÁREA DE PRÉ-EDIFICAÇÃO (APED)
−
Número de blocos = 125 (Peso total em aço/Peso médio super bloco)
−
65% são blocos planos (corpo paralelo )
−
Número de blocos planos = 81 (0,65 x Número de super blocos)
−
35% são blocos curvos (proa/popa)
216
−
Número de blocos curvos = 44 (0,35 x Número de super blocos)
−
Tempo de processo = 108 dias
IPP_APED1
Peso de blocos de corpo paralelo = 3250 t (Peso médio super
bloco X Número de Blocos do Corpo Paralelo)
IPP_APED2
Peso de blocos proa/popa =1750 t (Peso médio super bloco x
Número de blocos de proa/popa)
IPT_APED1
Produtividade da mão-de-obra = 28,8 hh/t
ICMDO_APED1 mdo para edificação de blocos do corpo paralelo = 93.600 hh
(Peso de blocos de corpo paralelo x Produtividade da mdo)
ICMDO_APED2 mdo para edificação de blocos de proa/popa = 50.400 hh
(Peso de blocos de proa/popa x Produtividade da mdo)
−
Número de trabalhadores = 151 (ICMDO_APED1 + ICMDO_APED2/Tempo
de processo)
OFICINA DE MONTAGEM DE BLOCOS/ESTRUTURA (OMT)
−
Número de blocos = 125 (Peso total em aço/Peso médio super bloco)
−
65% são blocos planos (corpo paralelo )
−
Número de blocos planos = 81 (0,65 x Número de super blocos)
−
35% são blocos curvos (proa/popa)
−
Número de blocos curvos = 44 (0,35 x Número de super blocos)
−
Tempo de processo = 108 dias
IPP_OMT1
Peso de blocos de corpo paralelo = 3250 t (Peso médio super
bloco X Número de Blocos do Corpo Paralelo)
IPP_OMT2
Peso de blocos proa/popa =1750 t (Peso médio super bloco x
Número de blocos de proa/popa)
IPT_OMT1
Produtividade da mão-de-obra – blocos de corpo paralelo= 21 hh/t
IPT_OMT2
Produtividade da mão-de-obra – blocos de proa/popa = 45 hh/t
ICMDO_OMT1 mdo para edificação de blocos do corpo paralelo = 68.250 hh
(Peso de blocos de corpo paralelo x Produtividade da mdo)
ICMDO_OMT2 mdo para edificação de blocos de proa/popa = 78.750 hh
(Peso de blocos de proa/popa x Produtividade da mdo)
−
Número de trabalhadores = 154 (ICMDO_OMT1 + ICMDO_OMT2/Tempo de
processo)
OFICINA DE FABRICAÇÃO DE PARTES/CORTE (OFP)
−
Peso total de partes fabricadas = 3.600 t (% chapas que passam pela OFP x Peso
total de chapas de aço)
−
Número de chapas para fabricação =1.059 (Peso total de partes fabricadas/Peso
médio da chapa)
IPP_OFP1
Peso total de partes paralelas = 2.160 t (% partes paralelas do total
de partes fabricadas x Peso total de partes fabricadas)
−
Número de chapas para partes paralelas = 635 (Peso total de partes paralelas/Peso
médio da chapa)
IPP_OFP2
Peso total de partes não paralelas = 1.440 t (% partes não paralelas
do total de partes fabricadas x Peso total de partes fabricadas)
217
−
Número de chapas para partes não paralelas = 424 (Peso total de partes
paralelas/Peso médio da chapa)
IPP_OFP2
Peso total de perfis laminados = 500 t
−
Produtividade do recurso - máquina de corte a plasma
2,4 m/min
5 min/chapa de set-up da máquina
10 min/chapa para limpeza e remoção de rebarbas
53 min/chapa
−
Produtividade do recurso - máquina de corte paralelo
0,66 m/min por bico
6 bicos
4 m/min
5 min/chapa de set-up da máquina
10 min/chapa para limpeza e remoção de rebarba
34 min/chapa
−
Tempo de processo para fabricação de partes não-paralelas = 371 horas ou 8
semanas
−
Tempo de processo para fabricação de partes paralelas = 359 horas ou 8 semanas
IPT_OFP1
Produtividade da mão-de-obra para corte não-paralelo = 2,5 hh/t
IPT_OFP2
Produtividade da mão-de-obra para corte paralelo = 2,5 hh/t
IPT_OFP3
Produtividade da mão-de-obra para corte de perfis laminados = 10 hh/t
ICMDO_OFP1 mdo para corte não-paralelo = 3.600 hh (Peso de partes paralelas
x Produtividade da mdo)
ICMDO_OFP2 mdo para para corte paralelo = 5.400 hh (Peso de partes não
paralelas x Produtividade da mdo)
ICMDO_OFP3 mdo para para corte de perfis = 5.000 hh (Peso de perfis
laminados x Produtividade da mdo)
−
Número de trabalhadores = 15 (ICMDO_OFP1 + ICMDO_OFP2 +
ICMDO_OFP3/Tempo de processo)
A Tabela 47 e a Tabela 48 resumem as informações acima.
Tabela 47 – Conteúdo de trabalho (hh) por área do estaleiro
Áreas do Estaleiro Horas-homem
Peso (t)
Área de Edificação/estrutura 200.000
4.500
edificação de blocos do corpo paralelo 130.000
3.250
edificação de blocos de proa/popa 70.000
1.750
Área de Pré-edificação 144.000
4.500
pré-edificação de blocos do corpo paralelo 93.600
3.250
pré-edificação de blocos de proa/popa 50.400
1.750
218
Tabela 47 (cont.)
Áreas do Estaleiro Horas-homem Peso (t)
Oficina de Montagem de Blocos/estrutura 147.000
4.500
montagem de blocos planos 68.250
3.250
montagem de blocos curvos 78.750
1.750
Oficina de Fabricação de Partes/corte 14.000
4.100
corte não-paralelo 3.600
1.440
corte paralelo 5.400
2.160
corte de perfis 5.000
500
TOTAL 505.000 hh
17.600
Tabela 48 – Número de trabalhadores por área do estaleiro
Área do estaleiro
Número de
trabalhadores
Área de Edificação/estrutura 210
Área de Pré-Edificação 151
Oficina de Montagem de Bloco/estrutura 154
Oficina de Fabricação de Partes/corte 15
TOTAL 530
5.7. Sistema de Controle de Projetos de Construção Naval – Departamento de
Estrutura (SCPCN-DEST)
Nas seções anteriores foram discutidos e apresentados os elementos que compõe
o SCPCN-DEST. São eles:
DEST – Departamento de Estrutura
OFP – Oficina de Fabricação de Partes
OMT – Oficina de Montagem de Blocos
APED – Área de Pré-Edificação
AED – Área de Edificação
ICMDO – Indicador de Consumo de Mão-de-Obra
IPP – Indicador de Progresso da Produção
IPT – Indicador de Produtividade
VP – Valor Planejado
VA – Valor Adquirido
CR – Custo Real
IDCR (SPI) – Indicador de Desempenho de Cronograma
IDCT (CPI) – Indicador de Desempenho de Custo
219
Além desses, há outros dois principais componentes do sistema: a Linha de Base
do Projeto (LBP) e o Painel de Controle (PC). A LBP é gerada a partir dos elementos
acima, do Cronograma Mestre de Produção (CMP) e de curvas-S (KS) estimadas para
cada área do estaleiro considerada. O PC é composto de gráficos que comparam a
LBP com as medições do ICMDO e IPP ao longo da execução do projeto, permitindo
a identificação e classificação de problemas de desempenho, e também avaliar ações
corretivas a serem tomadas.
5.7.1. Linha de Base do Projeto (LBP)
Considerando o capítulo anterior a Tabela 49 pode ser montada, que organiza o
ICMDO, o IPP e o IPT adotados para a OFP, a OMT, a APED e a AED.
Tabela 49 – Indicadores do SCPCN-DEST
ÁREA
ICMDO
(hh)
IPP-PESO
(t)
IPP-COMP
(m)
IPT (hh/t)
1
OFP 14.000 3.600 137 3,88
OMT 147.000 5.000 89 29,4
APED 144.000 5.000 30 28,8
AED 200.000 5.000 72 40,0
1
Valores médios são adotados para o IPT quando há linhas de produção com diferentes
produtividades em uma mesma área do estaleiro.
O Cronograma Mestre de Produção – CMP deve ser definido para as áreas de
estaleiro consideradas no SCPCN-DEST. A Figura 91 apresenta o CMP para o projeto
em questão.
Figura 91 – Cronograma Mestre de Produção
Com base no CMP, nos ICMDO e em curvas-S estimadas para a produção nas
áreas do estaleiro, é definida a Linha de Base do Projeto para o consumo de mão-de-
obra.
A LBP estimada para o projeto em questão é apresentada na Tabela 50. A Figura
92, a Figura 93 e a Figura 94 mostram o consumo de mão-de-obra mensal e
acumulado, definidos para a LBP.
220
Tabela 50 – Linha de Base do Projeto para o consumo de mão-de-obra
221
Tabela 50 (cont.)
222
0.00h
5,000.00h
10,000.00h
15,000.00h
20,000.00h
25,000.00h
30,000.00h
35,000.00h
40,000.00h
45,000.00h
1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31
Meses
Horas-Homem
Total OFP
Total OMT
Total APED
Total AED
Figura 92 – Consumo mensal de mão-de-obra (OFP, OMT, APED, AED)
0
500,000
1,000,000
1,500,000
2,000,000
2,500,000
0 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
Meses
Horas-Homem Acumuladas
Total Ac. OFP
Total Ac. OMT
Total Ac. APED
Total Ac. AED
Total Ac. DEST
Figura 93 – ICMDO (DEST, OFP, OMT, APED, AED)
0.00h
500,000.00h
1,000,000.00h
1,500,000.00h
2,000,000.00h
2,500,000.00h
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
Meses
Horas-homem
Total horas-homem acumuladas
Total horas-homem
Figura 94 – ICMDO e consumo mensal de mão-de-obra (DEST)
223
5.7.2. Painel de Controle (PC)
O PC é composto de um conjunto de gráficos que facilitam a visualização do
Valor Planejado (VP) para o DEST e para cada uma das áreas consideradas (OFP,
OMT, APED, AED). O Valor Adquirido (VA) e o Custo Real (CR) são plotados mês
a mês nesses gráficos para monitoramento do desempenho do projeto.
Com base no VP, VA e CR é possível calcular o IDCR (SPI) e o IDCT (CPI).
Dessa forma é possível identificar riscos de problemas com o custo e cronograma, de
acordo com as possíveis situações de desempenho apresentadas na Figura 90. As
avaliações podem ser feitas para o DEST de forma agregada e para cada uma das
áreas que compõe o DEST (OFP, OMT, APED, AED).
A seguir são apresentados os gráficos gerados com os dados, informações e
indicadores do capítulo anterior.
DEPARTAMENTO DE ESTRUTURA (DEST)
DEST --> ICMDO
0.00h
500,000.00h
1,000,000.00h
1,500,000.00h
2,000,000.00h
2,500,000.00h
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
Meses
Horas-homem
224
OFICINA DE FABRICAÇÃO DE PARTES/CORTE (OFP)
OFP --> ICMDO
0.00h
10,000.00h
20,000.00h
30,000.00h
40,000.00h
50,000.00h
60,000.00h
0 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
Mes es
OFP --> IPP
0.00t
2,000.00t
4,000.00t
6,000.00t
8,000.00t
10,000.00t
12,000.00t
14,000.00t
16,000.00t
0 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
Meses
OFP --> IPT
0.00h
10,000.00h
20,000.00h
30,000.00h
40,000.00h
50,000.00h
60,000.00h
0.00t 2,000.00t 4,000.00t 6,000.00t 8,000.00t 10,000.00t 12,000.00t 14,000.00t
Peso
225
OFICINA DE MONTAGEM DE BLOCOS (OMT)
OMT --> ICMDO
0.00h
100,000.00h
200,000.00h
300,000.00h
400,000.00h
500,000.00h
600,000.00h
700,000.00h
0 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
Mes es
OMT --> IPP
0.00t
5,000.00t
10,000.00t
15,000.00t
20,000.00t
25,000.00t
0 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
Mes es
OMT --> IPT
0.00h
100,000.00h
200,000.00h
300,000.00h
400,000.00h
500,000.00h
600,000.00h
700,000.00h
0.00t 2,000.00t 4,000.00t 6,000.00t 8,000.00t 10,000.00t 12,000.00t 14,000.00t
Pes o
226
ÁREA DE PRÉ-EDIFICAÇÃO (APED)
APED --> ICMDO
0.00h
100,000.00h
200,000.00h
300,000.00h
400,000.00h
500,000.00h
600,000.00h
700,000.00h
0 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
Meses
APED--> IPP
0.00t
5,000.00t
10,000.00t
15,000.00t
20,000.00t
25,000.00t
0 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
Meses
APED--> IPT
0.00h
100,000.00h
200,000.00h
300,000.00h
400,000.00h
500,000.00h
600,000.00h
700,000.00h
0.00t 2,000.00t 4,000.00t 6,000.00t 8,000.00t 10,000.00t 12,000.00t 14,000.00t
Meses
227
ÁREA DE EDIFICAÇÃO (AED)
AED --> ICMDO
0.00t
100,000.00t
200,000.00t
300,000.00t
400,000.00t
500,000.00t
600,000.00t
700,000.00t
800,000.00t
900,000.00t
0 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
Mes es
AED--> IPP
0.00t
5,000.00t
10,000.00t
15,000.00t
20,000.00t
25,000.00t
0 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
Mes es
APED--> IPT
0.00h
100,000.00h
200,000.00h
300,000.00h
400,000.00h
500,000.00h
600,000.00h
700,000.00h
0.00t 2,000.00t 4,000.00t 6,000.00t 8,000.00t 10,000.00t 12,000.00t 14,000.00t
Pes o
228
6. CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES
A contribuição efetiva deste trabalho é o desenvolvimento de ferramentas que
sugerem uma direção no que se refere ao desenvolvimento tecnológico voltado para
ferramentas gerenciais.
O conjunto de ferramentas apresentadas e os modelos desenvolvidos nesta tese
cumprem com esse papel e reforçam essa contribuição.
O trabalho desenvolvido nesta Tese pode ser dividido em duas partes principais:
1ª. Parte (Capítulos 2 e 3)
Nesses Capítulos o trabalho voltou-se para o entendimento da indústria de
construção naval e para o levantamento de conceitos, métodos e ferramentas ligados à
disciplina de Gestão da Produção.
No Capítulo 2 foram apresentados todos os elementos necessários para situar a
indústria de construção naval como uma indústria particular, cujos modelos de
organização da produção e da força de trabalho, padrões de desenvolvimento
tecnológico e características de desenvolvimento de produto e processos respeitam
essa particularidade.
Conclui-se que se deve pensar a indústria de construção naval de forma
independente, onde o desenvolvimento de métodos e ferramentas deve considerar
aspectos inovadores com relação ao que já foi desenvolvido para indústrias mais
tradicionais, como por exemplo, as indústrias de construção civil e de manufatura. As
particularidades observadas na construção naval impedem que, por exemplo, a gestão
da produção seja realizada da mesma forma que já está consagrada para outras
indústrias. Modelos existentes podem ser aproveitados, no entanto devem ser
adaptados para considerar as especificidades encontradas no ambiente da construção
naval.
Considerando o conteúdo do Capítulo 2 é possível avaliar melhor impactos de
avanços tecnológicos na forma como é organizada a produção e a força de trabalho e,
conseqüentemente, os respectivos resultados em termos de aumento da produtividade
e redução de custos.
Com a capacidade crítica de avaliar o impacto do desenvolvimento tecnológico
sobre a competitividade da construção naval, e com base no estudo sobre o panorama
tecnológico do setor no Brasil, conclui-se que o desenvolvimento competitivo do setor
no Brasil é uma meta viável.
O alcance de tal meta dependerá do comprometimento de todos os envolvidos
com a diminuição do “gap” tecnológico existente em relação aos principais produtores
mundiais. O aporte de tecnologia é fundamental nesse processo, desde que
cuidadosamente estudado e executado.
O Capítulo 3 apresenta uma grande variedade de conceitos, métodos e
ferramentas cuja aplicação na construção naval é observada em estaleiros líderes. O
levantamento desses elementos, bem como a identificação do estado da arte na prática
das funções de gestão da produção em estaleiros líderes, permitiu a identificação dos
itens mais críticos para se alcançar níveis de produtividade mais próximos dos
observados nos estaleiros mais competitivos.
229
Conclui-se do Capítulo 3 que a Tecnologia de Grupo deve ser explorada na
busca por níveis elevados de produtividade.
Associado complementarmente à exploração da Tecnologia de Grupo, o
desenvolvimento de sistemas de codificação e classificação, sistemas de informações
integrados, gerenciamento de projetos, também podem trazer benefícios relevantes.
As técnicas avançadas identificadas no Capítulo 3 são a Inteligência Artificial e a
Simulação de Eventos Discretos
2ª. Parte (Capítulos 4 e 5)
Nesses Capítulos o trabalho se voltou para a aplicação prática de elementos
considerados como mais relevantes para o desenvolvimento competitivo da
construção naval no Brasil, especificamente com relação às funções de gestão da
produção.
O Capítulo 4 busca a aplicação das técnicas avançadas citadas acima voltadas
para a implementação de conceitos de Tecnologia de Grupo.
A metodologia apresentada no Capítulo 4 mostra o potencial associado com a
exploração de aplicação de Tecnologia de Grupo na construção naval. Combina, de
forma pioneira, a aplicação de princípios de Tecnologia de Grupo e modelos
inteligentes de classificação para a solução do “Cell Formation Problem”.
O aprofundamento do entendimento da estrutura de produtos através da
utilização ferramentas de análise inteligente de dados oferece oportunidades de
explorar os benefícios da Tecnologia de Grupo.
A estrutura apresentada neste trabalho pode ser utilizada para a obtenção de
classes de blocos considerando aspectos complexos e multidimensionais do CFP. Os
resultados apresentado são positivos e indicam que a metodologia proposta oferece
soluções para o problema de formação de famílias de produtos intermediários no
ambiente da construção naval.
Também se conclui que a programação das atividades na edificação é um
problema de considerável importância para as operações de um estaleiro. A utilização
de técnicas de otimização no estágio de edificação dos blocos no berço de construção
leva a economias de tempo e a melhorias significativas no balanceamento dos
recursos nessa atividade crítica. A abordagem utilizada é inédita e se apresenta com
grande potencial para a otimização do processo de edificação.
Com relação ao uso da simulação, conclui-se que a técnica mostrou-se útil para
avaliar problemas de programação da produção na construção naval.
Através dos modelos de simulação desenvolvidos foi possível analisar o
comportamento de diferentes áreas da produção em um estaleiro de forma
independente e também integrada.
Os resultados finais indicam que conclusões relevantes podem ser alcançadas e
que a ferramenta de simulação pode ser aplicada com sucesso na construção naval
brasileira.
Como sugestão para trabalhos futuros considera-se a utilização de dados reais de
um estaleiro e a inclusão de blocos de proa e a popa da embarcação-tipo, bem como a
consideração de processos de
outfitting
nos modelos de simulação de montagem de
blocos.
230
O Capítulo 5 apresenta um sistema de controle da produção desenvolvido com
o objetivo de acompanhar indicadores de desempenho simples e representativos. O
sistema também incorpora elementos de Tecnologia de Grupo ao propor que áreas do
estaleiro sejam acompanhadas de forma diferente, mesmo dentro de uma mesma
oficina.
Os indicadores se mostram úteis para o acompanhamento de linhas de
produção e indicam um potencial para dar ritmo à produção nas diferentes áreas do
estaleiro. Através da utilização do sistema proposto, as áreas podem ser coordenadas e
sincronizadas, permitindo que os benefícios da Produção Enxuta possam ser
alcançados, conforme explorado nos Capítulos anteriores.
Finalmente, conclui-se que a união dos conceitos e técnicas apresentados nesta
Tese é uma contribuição relevante para o avanço das funções de planejamento,
programação e controle da construção naval.
A continuidade do trabalho apresentado no sentido de integrar as diferentes
áreas do estaleiro, otimizando individualmente cada área ao mesmo tempo em que se
busca a otimização global da produção, certamente oferecerá aumentos nos níveis de
produtividade com ganhos significativos de eficiência.
O avanço na identificação de famílias de produtos, a criação de áreas
específicas para o processamento de cada família de produtos identificada (Linhas de
Produção), a otimização do seqüenciamento das atividades em cada Linha de
Produção, a utilização da Simulação para a validação das abordagens identificadas e,
finalmente, a utilização de um sistema de controle que permita a manutenção do ritmo
planejado em cada Linha de Produção são recomendações gerais para trabalhos
futuros ligados com os temas abordados nesta Tese.
Além disso, a integração efetiva das ferramentas aqui desenvolvidas e
apresentadas ofereceria uma grande contribuição no sentido da otimização global da
produção do estaleiro.
231
7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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ANEXO 1 – MODELAGEM DE PRODUTO, PROCESSOS E RECURSOS NO
DELMIA V5, DPM, DPE
Figura 95 – Decomposição do Bloco 1
Figura 96 – Decomposição dos Blocos 2 e 3
242
Figura 97 – Decomposição dos Blocos 4 e 5
Figura 98 – Decomposição dos Blocos 6 e 7
243
Figura 99 – Decomposição dos Blocos 8 e 9
Figura 100 – Decomposição dos Blocos 10 e 11
244
Figura 101 – Decomposição dos Blocos 12 e 13
Figura 102 – Decomposição do Bloco 18
245
Figura 103 – Decomposição do Bloco 19
Figura 104 – Decomposição do Bloco 20
246
Figura 105 – Decomposição do Bloco 21
Figura 106 – Decomposição do Bloco 22
247
Figura 107 – Blocos decompostos em painéis e submontagens
248
Figura 108 – Painéis decompostos em partes paralelas e perfis
249
Figura 109 – Submontagens decompostas em partes paralelas, partes internas e partes
não paralelas
250
Figura 110 – Bloco 1 no DPE
Figura 111 – Bloco 2 no DPE
251
Figura 112 – Bloco 4 no DPE
Figura 113 – Bloco 6 no DPE
252
Figura 114 – Bloco 8 no DPE
Figura 115 – Bloco 10 no DPE
253
Figura 116 – Bloco 12 no DPE
Figura 117 – Bloco 14 no DPE
254
Figura 118 – Bloco 16 no DPE
Figura 119 – Bloco 18 no DPE
255
Figura 120 – Bloco 19 no DPE
Figura 121 – Bloco 20 no DPE
256
Figura 122 – Bloco 21 no DPE
Figura 123 – Bloco 22 no DPE
Figura 124 – Estrutura de processos para a produção dos blocos 1 e 2
257
Figura 125 – Estrutura de processos para painéis e submontagens do bloco 1
Figura 126 – Estrutura de processos para painéis do tipo 1 e GP associado
258
Figura 127 – Estrutura de processos para painéis do tipo 2 e GP associado
Figura 128 – Estrutura de processos para submontagens do tipo 1 e GP associado
259
Figura 129 – Estrutura de processos para submontagens do tipo 2 e GP associado
260
Figura 130 – Estrutura de processos para painéis e submontagens do bloco 2
Figura 131 – Estrutura de processos para painéis do tipo 3 e GP associado
261
Figura 132 – Estrutura de processos para submontagens do tipo 3 e GP associado
Figura 133 – Estrutura de processos para blocos do tipo 1 e GP associado
262
Figura 134 – Estrutura de processos para a montagem inicial de estruturas “egg box”
de blocos do tipo 1 e GP associado
263
Figura 135 – Estrutura de processos para a montagem final de estruturas “egg box” de
blocos do tipo 1 e GP associado
264
Figura 136 – Estrutura de processos para a montagem inicial de blocos do tipo 1 e GP
associado
265
Figura 137 – Estrutura de processos para a montagem invertida de blocos do tipo 1 e
GP associado
266
Figura 138 – Estrutura de processos para blocos do tipo 2 e GP associado
Figura 139 – Estrutura de processos para a montagem inicial de blocos do tipo 2 e GP
associado
267
Figura 140 – Estrutura de processos para a montagem invertida de blocos do tipo 2 e
GP associado
268
ANEXO 2 – RESULTADOS DE SIMULAÇÕES DO MODELO DO
PROTÓTIPO DO ESTALEIRO NO QUEST
Tabela 51 – Análise dos
buffers
State Times
Name
Idle
Busy -
Processing
Blocked
- Wait
Block
Max.
Buffer
Length
Avg.
Buffer
Length
Avg. Part
Residence
Time
No. of
Entries
Max.
Wait
Time
Min.
Wait
Time
Zero
Wait
Entries
Final
Content
Buffer_LPP_1
211.279
2.867 0.000 1 0.013 0.956 3 0.956 0.955 0 0
Buffer_ANEL_1
205.935
8.212 0.000 1 0.038 0.000 1 0.000 0.000 0 1
Buffer_perfil_1
0.000 0.000 214.146 30 30.000 83.563 92 117.746
54.581
0 30
Buffer_LPP_pff_1
0.000 0.000 0.000 20 20.000 60.005 82 95.246 40.665
0 20
Buffer1_1
214.146
0.000 0.000 0 0.000 0.000 0 0.000 0.000 0 0
Buffer_SM_1
212.010
2.136 0.000 1 0.010 0.178 12 0.190 0.051 0 0
Buffer_SM_2_1
213.104
1.042 0.000 1 0.005 0.174 6 0.204 0.040 0 0
Buffer_LPP2_1
213.900
0.246 0.000 1 0.001 0.123 2 0.123 0.123 0 0
Buffer_chapas_1
0.000 0.000 0.000 5 5.000 31.665 35 56.105 2.927 0 5
Buffer2_1
187.692
26.454 0.000 2 0.160 0.194 177 1.891 0.000 145 0
Buffer_sm_bl2_1
140.509
73.637 0.000 3 0.702 25.045 6 53.523 0.000 2 0
Buffer_ppl_bl1_1
124.550
89.596 0.000 3 0.787 23.007 6 51.768 0.000 2 1
Buffer_ppl_bl1_2
72.432 141.714 0.000 1 0.662 39.945 4 50.254 34.511
0 1
Buffer_ppl_bl2_1
208.192
5.954 0.000 1 0.028 1.489 4 5.954 0.000 3 0
Buffer_ppl_bl2_2
103.410
110.736 0.000 1 0.517 41.855 3 58.065 25.644
0 1
Buffer_sm_bl1_1
18.178 195.968 0.000 7 2.632 44.018 14 88.163 0.000 2 2
Buffer_sm_bl_2_2_1
208.320
5.826 0.000 1 0.027 0.971 6 1.456 0.179 0 0
Buffer_sm_bl1_2_1
196.688
17.458 0.000 1 0.082 1.455 12 1.739 0.253 0 0
Buffer3_1
213.473
0.673 0.000 1 0.003 0.673 1 0.673 0.673 0 0
Buffer4_1
212.312
1.834 0.000 1 0.009 1.834 1 1.834 1.834 0 0
269
Tabela 52 – Análise das áreas do estaleiro
State Times
Name
Idle
Busy
–
Proc.
Blocked
- Wait
Block
Utiliz.
( % )
Avg.
Process
Time
Parts
Added
No.
of
Prod.
Avg.
Cycle
Time
Avg.
Reqmt
Time
Prod.
Rate
Avg. Part
Residence
Time
Final
Content
M_OSB___Estação_01
165.109
49.038
0.000 22.899
10.411 178 20 2.452 8.044 0.093
6.370 5
M_OMT___Estação_01
198.578
15.568
0.000 7.270 194.267
15 1 15.568
178.699
0.005
79.765 6
M_Pre_Edificacao_1_2
204.146
10.000
0.000 4.670 207.935
2 1 10.000
197.935
0.005
8.895 0
M_Linha_de_Painéis_Planos
171.388
42.758
0.000 19.967
20.566 94 10 4.276 16.291 0.047
17.657 10
M_OMT___Estação_02_1
206.501
7.645 0.000 3.570 189.119
8 1 7.645 181.474
0.005
71.611 3
m_dummy_sm_bl2_1
58.639 0.000 155.507 0.000 0.000 6 6 0.000 0.000 0.028
0.893 0
m_dummy_sm_bl1_1
88.090 0.000 126.056 0.000 0.000 12 12 0.000 0.000 0.056
1.874 0
m_dummy_ppl_bl1_1
57.033 0.000 157.113 0.000 0.000 5 4 0.000 0.000 0.019
20.742 1
m_dummy_ppl_bl2_1
132.292
0.000 81.854 0.000 0.000 4 3 0.000 0.000 0.014
12.228 1
Tabela 53 – Análise das pontes rolantes
State Times
Name
Idle
Idle -
Parked
Busy -
Loading
Busy -
Unloading
Busy -
Empty
Travel
Blocked
-
Unload
Block
Utilization
( % )
Avg. Part
Residence
Time
No. of
Parts
Added
Avg.
Contents
Distance
Travelled
Final
Content
AGV_OMT_OSB_1
49.524
161.645
0.482 0.241 2.254 0.000 1.390 0.211 8 0.008 809.907 0
AGV_OMT_OSB_2_1
69.562
138.789
0.904 0.452 4.440 0.000 2.706 0.213 15 0.015 1595.223 0
AGV_OSB_portico_1
0.000 0.000 100.230 85.275 28.641
0.000 100.000 0.945 196 0.860 10271.687
1
AGV_PPL_portico_1
0.000 0.000 21.671 16.611 7.764 168.100 21.502 5.543 36 0.947 1818.498 1
Tabela 54 – Análise das partes e componentes
Name
Max.
Residence
Min.
Residence
Avg.
Residence
Created
Parts
Destroyed
Parts
Parts in
System
Bloco_2
18.816 18.816 18.816 1 1 0
SM_h_3
139.260 139.260 139.260 2 1 1
PP_4 108.035 49.858 78.946 3 2 1
PP_4_1
106.998 49.858 78.428 3 2 1
PP_4_2
105.960 49.858 77.909 3 2 1
PP_4_3
104.923 49.858 77.391 3 2 1
270
Tabela 54 (cont.)
Name
Max.
Residence
Min.
Residence
Avg.
Residence
Created
Parts
Destroyed
Parts
Parts in
System
PP_4_4 103.886 49.858 76.872 3 2 1
PI_3 102.849 49.858 76.354 3 2 1
PP_5 101.812 49.858 75.835 3 2 1
PP_5_1 100.775 49.858 75.316 3 2 1
PP_4_5 99.738 49.858 74.798 3 2 1
PPL_3 93.873 93.873 93.873 2 1 1
PFF_1 205.664 117.746 161.705 5 2 3
PP_7 0.000 0.000 0.000 0 0 0
PP_8 0.000 0.000 0.000 0 0 0
PP_1 197.925 117.746 157.835 4 2 2
PFF_1_1
205.664 117.746 161.705 5 2 3
PP_7_1 0.000 0.000 0.000 0 0 0
PP_8_1 0.000 0.000 0.000 0 0 0
PFF_1_2
205.664 117.746 161.705 4 2 2
PP_7_2 0.000 0.000 0.000 0 0 0
PP_8_2 0.000 0.000 0.000 0 0 0
PFF_1_3
205.664 117.746 161.705 4 2 2
PP_7_3 0.000 0.000 0.000 0 0 0
PP_8_3 0.000 0.000 0.000 0 0 0
PFF_1_4
205.664 117.746 161.705 4 2 2
PP_7_4 0.000 0.000 0.000 0 0 0
PP_8_4 0.000 0.000 0.000 0 0 0
PFF_1_5
205.664 117.746 161.705 4 2 2
PP_7_5 0.000 0.000 0.000 0 0 0
PP_8_5 0.000 0.000 0.000 0 0 0
PP_1_1 196.865 117.746 157.306 4 2 2
PPL_3_1
71.373 71.373 71.373 2 1 1
PP_1_2 180.238 95.246 137.742 4 2 2
PP_1_3 177.738 95.246 136.492 4 2 2
271
Tabela 54 (cont.)
Name
Max.
Residence
Min.
Residence
Avg.
Residence
Created
Parts
Destroyed
Parts
Parts in
System
PFF_1_6 183.164 95.246 139.205 5 2 3
PP_7_6 0.000 0.000 0.000 0 0 0
PP_8_6 0.000 0.000 0.000 0 0 0
PFF_1_7 183.164 95.246 139.205 5 2 3
PP_7_7 0.000 0.000 0.000 0 0 0
PP_8_7 0.000 0.000 0.000 0 0 0
PFF_1_8 183.164 95.246 139.205 5 2 3
PP_7_8 0.000 0.000 0.000 0 0 0
PP_8_8 0.000 0.000 0.000 0 0 0
PFF_1_9 183.164 95.246 139.205 5 2 3
PP_7_9 0.000 0.000 0.000 0 0 0
PP_8_9 0.000 0.000 0.000 0 0 0
PFF_1_10
183.164 95.246 139.205 5 2 3
PP_7_10 0.000 0.000 0.000 0 0 0
PP_8_10 0.000 0.000 0.000 0 0 0
PFF_1_11
183.164 95.246 139.205 5 2 3
PP_7_11 0.000 0.000 0.000 0 0 0
PP_8_11 0.000 0.000 0.000 0 0 0
SM_h_3_1
128.480 128.480 128.480 2 1 1
PP_4_6 108.035 60.639 84.337 3 2 1
PP_4_7 106.998 60.639 83.818 3 2 1
PI_3_1 105.960 60.639 83.300 3 2 1
PP_5_2 103.477 60.639 82.058 3 2 1
PP_5_3 102.440 60.639 81.539 3 2 1
PP_4_8 101.403 60.639 81.021 3 2 1
PP_4_9 100.366 60.639 80.502 3 2 1
PP_4_10 99.328 60.639 79.984 3 2 1
PP_4_11 98.291 60.639 79.465 3 2 1
SM_h_3_2
148.595 148.595 148.595 2 1 1
272
Tabela 54 (cont.)
Name
Max.
Residence
Min.
Residence
Avg.
Residence
Created
Parts
Destroyed
Parts
Parts in
System
PP_4_12
108.035 40.524 74.279 3 2 1
PP_4_13
106.998 40.524 73.761 3 2 1
PI_3_2 105.960 40.524 73.242 3 2 1
PP_5_4
104.923 40.524 72.724 3 2 1
PP_5_5
103.886 40.524 72.205 3 2 1
PP_4_14
102.849 40.524 71.687 3 2 1
PP_4_15
101.812 40.524 71.168 3 2 1
PP_4_16
100.775 40.524 70.649 3 2 1
PP_4_17
99.738 40.524 70.131 3 2 1
Bloco_1
13.667 13.667 13.667 1 1 0
SM_h_2
173.051 173.051 173.051 3 1 2
PP_6 109.469 21.216 78.766 4 3 1
PP_6_1
108.432 21.216 78.075 4 3 1
PI_2 107.395 21.216 77.384 4 3 1
PP_6_2
106.358 21.216 76.692 4 3 1
PP_5_6
105.321 21.216 76.001 4 3 1
PP_5_7
104.284 21.216 75.309 4 3 1
PP_4_18
103.247 21.216 74.618 4 3 1
PP_4_19
102.209 21.216 73.926 4 3 1
PP_4_20
101.172 21.216 73.235 4 3 1
PP_4_21
100.135 21.216 72.544 4 3 1
SM_h_1
124.098 124.098 124.098 2 1 1
PP_4_22
103.892 70.170 87.031 3 2 1
PP_4_23
102.855 70.170 86.513 3 2 1
PP_4_24
101.818 70.170 85.994 3 2 1
PP_4_25
99.335 70.170 84.752 3 2 1
PI_1 96.851 70.170 83.510 3 2 1
PP_5_8
95.814 70.170 82.992 3 2 1
273
Tabela 54 (cont.)
Name
Max.
Residence
Min.
Residence
Avg.
Residence
Created
Parts
Destroyed
Parts
Parts in
System
PP_5_9 94.777 70.170 82.473 3 2 1
SM_h_1_1
184.442 184.442 184.442 3 1 2
PP_5_10 105.339 9.826 70.828 4 3 1
PP_4_26 104.302 9.826 70.136 4 3 1
PP_4_27 103.264 9.826 68.831 4 3 1
PP_4_28 102.227 9.826 67.526 4 3 1
PP_4_29 101.190 9.826 66.221 4 3 1
PI_1_1 100.153 9.826 64.917 4 3 1
PP_5_11 99.116 9.826 64.225 4 3 1
SM_h_1_2
102.785 102.785 102.785 2 1 1
PI_1_2 97.319 91.482 94.400 3 2 1
PP_5_12 96.282 91.482 93.882 3 2 1
PP_5_13 95.244 91.482 93.363 3 2 1
PP_4_30 94.207 91.482 92.845 3 2 1
PP_4_31 93.170 91.482 92.326 3 2 1
PP_4_32 92.133 91.482 91.808 3 2 1
PP_4_33 91.482 91.096 91.289 3 2 1
SM_h_2_1
109.026 109.026 109.026 2 1 1
PI_2_1 105.130 85.241 95.186 3 2 1
PP_6_3 104.093 85.241 94.667 3 2 1
PP_5_14 101.215 85.241 93.228 3 2 1
PP_5_15 98.338 85.241 91.790 3 2 1
PP_4_34 97.301 85.241 91.271 3 2 1
PP_4_35 96.264 85.241 90.752 3 2 1
PP_4_36 95.226 85.241 90.234 3 2 1
PP_4_37 94.189 85.241 89.715 3 2 1
PP_6_4 93.152 85.241 89.197 3 2 1
PP_6_5 92.115 85.241 88.678 3 2 1
PPL_1 139.686 139.686 139.686 2 1 1
274
Tabela 54 (cont.)
Name
Max.
Residence
Min.
Residence
Avg.
Residence
Created
Parts
Destroyed
Parts
Parts in
System
PP_1_4 162.668 74.750 118.709 4 2 2
PP_2 161.861 74.750 118.305 4 2 2
PFF_1_12
162.668 74.750 118.709 5 2 3
PP_7_12 0.000 0.000 0.000 0 0 0
PP_8_12 0.000 0.000 0.000 0 0 0
PP_1_5 160.801 74.750 117.775 4 2 2
PFF_1_13
162.668 74.750 118.709 5 2 3
PP_7_13 0.000 0.000 0.000 0 0 0
PP_8_13 0.000 0.000 0.000 0 0 0
PFF_1_14
162.668 74.750 118.709 5 2 3
PP_7_14 0.000 0.000 0.000 0 0 0
PP_8_14 0.000 0.000 0.000 0 0 0
PFF_1_15
162.668 74.750 118.709 5 2 3
PP_7_15 0.000 0.000 0.000 0 0 0
PP_8_15 0.000 0.000 0.000 0 0 0
PFF_1_16
162.668 74.750 118.709 5 2 3
PP_7_16 0.000 0.000 0.000 0 0 0
PP_8_16 0.000 0.000 0.000 0 0 0
PFF_1_17
162.668 74.750 118.709 5 2 3
PP_7_17 0.000 0.000 0.000 0 0 0
PP_8_17 0.000 0.000 0.000 0 0 0
PFF_1_18
162.668 74.750 118.709 5 2 3
PP_7_18 0.000 0.000 0.000 0 0 0
PP_8_18 0.000 0.000 0.000 0 0 0
PFF_1_19
162.668 74.750 118.709 5 2 3
PP_7_19 0.000 0.000 0.000 0 0 0
PP_8_19 0.000 0.000 0.000 0 0 0
PPL_2 135.235 135.235 135.235 2 1 1
PFF_1_20
146.951 59.033 102.992 5 2 3
275
Tabela 54 (cont.)
Name
Max.
Residence
Min.
Residence
Avg.
Residence
Created
Parts
Destroyed
Parts
Parts in
System
PP_7_20 0.000 0.000 0.000 0 0 0
PP_8_20 0.000 0.000 0.000 0 0 0
PFF_1_21
146.951 59.033 102.992 5 2 3
PP_7_21 0.000 0.000 0.000 0 0 0
PP_8_21 0.000 0.000 0.000 0 0 0
PP_3 146.951 59.033 102.992 5 2 3
PFF_1_22
146.951 59.033 102.992 5 2 3
PP_7_22 0.000 0.000 0.000 0 0 0
PP_8_22 0.000 0.000 0.000 0 0 0
PPL_1_1 119.518 119.518 119.518 2 1 1
PP_1_6 142.500 54.581 98.540 5 2 3
PP_2_1 142.500 54.581 98.540 5 2 3
PFF_1_23
142.500 54.581 98.540 5 2 3
PP_7_23 0.000 0.000 0.000 0 0 0
PP_8_23 0.000 0.000 0.000 0 0 0
PP_1_7 142.500 54.581 98.540 5 2 3
PFF_1_24
142.500 54.581 98.540 5 2 3
PP_7_24 0.000 0.000 0.000 0 0 0
PP_8_24 0.000 0.000 0.000 0 0 0
PFF_1_25
142.500 54.581 98.540 5 2 3
PP_7_25 0.000 0.000 0.000 0 0 0
PP_8_25 0.000 0.000 0.000 0 0 0
PFF_1_26
142.500 54.581 98.540 5 2 3
PP_7_26 0.000 0.000 0.000 0 0 0
PP_8_26 0.000 0.000 0.000 0 0 0
PFF_1_27
142.500 54.581 98.540 5 2 3
PP_7_27 0.000 0.000 0.000 0 0 0
PP_8_27 0.000 0.000 0.000 0 0 0
PFF_1_28
142.500 54.581 98.540 5 2 3
276
Tabela 54 (cont.)
Name
Max.
Residence
Min.
Residence
Avg.
Residence
Created
Parts
Destroyed
Parts
Parts in
System
PP_7_28 0.000 0.000 0.000 0 0 0
PP_8_28 0.000 0.000 0.000 0 0 0
PFF_1_29
142.500 54.581 98.540 5 2 3
PP_7_29 0.000 0.000 0.000 0 0 0
PP_8_29 0.000 0.000 0.000 0 0 0
PFF_1_30
142.500 54.581 98.540 5 2 3
PP_7_30 0.000 0.000 0.000 0 0 0
PP_8_30 0.000 0.000 0.000 0 0 0
SM_h_2_2
162.680 162.680 162.680 2 1 1
PI_2_2 109.469 31.587 70.528 4 2 2
PP_6_6 108.432 31.587 70.010 4 2 2
PP_5_16 107.395 31.587 69.491 4 2 2
PP_5_17 106.358 31.587 68.973 4 2 2
PP_4_38 105.321 31.587 68.454 4 2 2
PP_4_39 104.284 31.587 67.936 4 2 2
PP_4_40 103.247 31.587 67.417 3 2 1
PP_4_41 102.209 31.587 66.898 3 2 1
PP_6_7 101.172 31.587 66.380 3 2 1
PP_6_8 100.135 31.587 65.861 3 2 1
Anel_1 0.000 0.000 0.000 1 0 1
Bloco_1_pi
ntado
0.000 0.000 0.000 0 0 0
Bloco_2_pi
ntado
0.000 0.000 0.000 0 0 0
DUMMY 0.000 0.000 0.000 0 0 0
dummy_pp
l_1
0.000 0.000 0.000 0 0 0
dummy_pp
l_2
0.000 0.000 0.000 0 0 0
dummy_pp
l_3
0.000 0.000 0.000 0 0 0
277
Tabela 55 – Análise dos processos
Name Element
Exec.
Count
Avg.
Cycle
Time
Avg.
Proc.
Time
Avg.
Reqmt.
Time
Avg.
Part
Reqmt.
Time
Pre_Edificacao_1_2
M_Pre_Edificacao_1_2 1 10.000
207.934
197.934
197.934
Montagem_Bloco_2
M_OMT___Estação_02_1 1 7.645 189.119
181.474
181.474
SM_h_3_1 M_OSB___Estação_01 2 2.530 9.334 6.804 6.804
PPL_3_1 M_Linha_de_Painéis_Planos
2 3.918 22.500 18.582 18.582
Montagem_Bloco_1
M_OMT___Estação_01 1 15.568
194.267
178.699
178.699
SM_h_3 M_OSB___Estação_01 2 2.530 8.937 6.406 6.406
PPL_3 M_Linha_de_Painéis_Planos
2 3.918 20.496 16.578 16.578
SM_h_1 M_OSB___Estação_01 3 1.909 10.004 8.660 8.660
SM_h_2 M_OSB___Estação_01 3 2.928 15.233 12.305 12.305
PPL_1 M_Linha_de_Painéis_Planos
2 5.922 39.667 33.745 33.745
PPL_1_1 M_Linha_de_Painéis_Planos
2 5.922 15.717 9.795 9.795
SM_h_1_1 M_OSB___Estação_01 2 1.909 8.085 6.176 6.176
SM_h_2_1 M_OSB___Estação_01 2 2.928 10.371 7.443 7.443
PPL_2 M_Linha_de_Painéis_Planos
2 1.698 4.452 2.753 2.753
SM_h_1_2 M_OSB___Estação_01 2 1.909 6.241 4.332 4.332
SM_h_2_2 M_OSB___Estação_01 2 2.928 13.231 10.303 10.303
SM_h_3_2 M_OSB___Estação_01 2 2.530 10.057 7.527 7.527
278
ANEXO 3 – EXEMPLO DO BANCO DE DADOS DE PRODUTOS
ÁREA E SB B SM PFPC PFCT ME NOME
PESO
M
0.0.0 0.0.0 1001 0.0.0.0 0.0.0.0 0.0.0.0 0.0.0.0
BP
58,7000
SM
0.0.0 0.0.0 1001 1301 0.0.0.0 0.0.0.0 0.0.0.0
PPL_f
21,4578
FCT
0.0.0 0.0.0 1001 1301 0.0.0.0 1001 4001
PP
5,9422
FCT
0.0.0 0.0.0 1001 1301 0.0.0.0 1002 4002
PP
5,9422
FCT
0.0.0 0.0.0 1001 1301 0.0.0.0 1003 4021
PP
2,9711
FPC
0.0.0 0.0.0 1001 1301 4001 0.0.0.0 0.0.0.0
PFF
0,8253
FCT
0.0.0 0.0.0 1001 1301 4001 1001 3059
PP
0,5306
FCT
0.0.0 0.0.0 1001 1301 4001 1002 3059
PP
0,2948
FPC
0.0.0 0.0.0 1001 1301 4002 0.0.0.0 0.0.0.0
PFF
0,8253
FCT
0.0.0 0.0.0 1001 1301 4002 1001 3059
PP
0,5306
FCT
0.0.0 0.0.0 1001 1301 4002 1002 3060
PP
0,2948
FPC
0.0.0 0.0.0 1001 1301 4003 0.0.0.0 0.0.0.0
PFF
0,8253
FCT
0.0.0 0.0.0 1001 1301 4003 1001 3059
PP
0,5306
FCT
0.0.0 0.0.0 1001 1301 4003 1002 3062
PP
0,2948
FPC
0.0.0 0.0.0 1001 1301 4004 0.0.0.0 0.0.0.0
PFF
0,8253
FCT
0.0.0 0.0.0 1001 1301 4004 1001 3059
PP
0,5306
FCT
0.0.0 0.0.0 1001 1301 4004 1002 3063
PP
0,2948
FPC
0.0.0 0.0.0 1001 1301 4005 0.0.0.0 0.0.0.0
PFF
0,8253
279
ANEXO 4 – EXEMPLOS DE CONSULTAS AO BANCO DE DADOS
Comprimento de solda
LPP, OFP, OMT, OSB
COMPR. DE SOLDA (m) OFICINAS
BLOCO LPP OFP OMT OSB Total geral
1001 276 228 128,85 65,64 698,49
1002 168 144 61,45 36,3 409,75
1003 168 144 61,45 36,3 409,75
1004 192 168 60,99 41,4 462,39
1005 192 168 60,99 41,4 462,39
1006 120 96 42,15 52,53 310,68
1007 120 96 42,15 52,53 310,68
1008 84 132 117,45 69,9 403,35
1009 84 132 117,45 69,9 403,35
1010 168 144 101,45 66,51 479,96
1011 168 144 101,45 66,51 479,96
1012 144 120 102,3 63,15 429,45
1013 144 120 102,3 63,15 429,45
1014 192 168 169,65 65,25 594,9
1015 192 168 169,65 65,25 594,9
1016 252 192 108,15 104,1 656,25
1017 252 192 108,15 104,1 656,25
1018 240 192 135,9 143,25 711,15
1019 72 60 35,55 61,8 229,35
1020 72 60 35,55 45,9 213,45
1021 96 84 47,85 72,45 300,3
1022 72 60 46,95 201,6 380,55
Total geral 3468 3012 1957,83 1588,92 10026,75
Comprimento de solda APED
1001-1002 32.16
1001-1003 32.16
1001-1022 53.1
1002-1004 32.16
1003-1005 32.16
1004-1006 32.16
1005-1007 32.16
1006-1008 33.6
1007-1009 33.6
1008-1010 31.2
1009-1011 31.2
1010-1012 31.2
1011-1013 31.2
1012-1014 31.2
1013-1015 31.2
1014-1016 33
1015-1017 21
1016-1018 17.1
1017-1018 17.1
1018-1019 21
1019-1020 21
1020-1021 21
1021-1022 21
Total geral 672.66
280
Identificação de famílias de partes paralelas
PP _ Partes Parlelas
Características
Família
PP
Nome Quantidade Comprimento Largura
Espessura
PP_1 36 850 100 10
PP_2 3 450 200 11
PP_3 3 800 200 11
PP_4 60 850 100 11
PP_5 3 1000 200 11
PP_6 3 1250 200 11
PP_7 3 1300 200 11
PP_8 24 1500 200 11
PP_9 9 1650 200 11
PP_10
24 1700 200 11
PP_11
3 1700 150 11
PP_12
3 1700 100 11
PP_13
3 1900 200 11
PP_14
3 2200 200 11
PP_15
24 2300 200 11
PP_16
9 2500 200 11
PP_17
9 2700 200 11
PP_18
51 2800 200 11
PP_19
3 2900 200 11
PP_20
6 3350 200 11
PP_21
9 3400 200 11
PP_22
3 4000 200 11
PP_23
12 5660 200 11
PP_24
16 12000 100 11
PP_25
6 12,5
PP_26
15 800 200 12,5
PP_27
12 950 200 12,5
PP_28
6 1000 200 12,5
PP_29
9 1300 200 12,5
PP_30
3 1400 200 12,5
PP_31
9 1450 200 12,5
PP_32
3 1500 150 12,5
PP_33
9 1500 200 12,5
PP_34
138 1700 200 12,5
PP_35
9 1750 200 12,5
PP_36
9 1800 200 12,5
PP_37
3 1900 200 12,5
PP_38
6 2000 150 12,5
PP_39
24 2200 200 12,5
PP_40
6 2400 200 12,5
PP_41
9 2500 200 12,5
PP_42
30 2600 200 12,5
PP_43
18 2700 200 12,5
281
Identificação de famílias de partes paralelas (cont.)
Nome Quantidade Comprimento Largura
Espessura
PP_44
3 2900 200 12,5
PP_45
3 3250 700 12,5
PP_46
9 3400 200 12,5
PP_47
3 4850 200 12,5
PP_48
3 5100 200 12,5
PP_49
38 12000 3000 12,5
PP_50
263 12000 250 12,5
PP_51
2 12000 972 12,5
PP_52
5 12000 2460 12,5
PP_53
2 12000 2650 12,5
PP_54
2 12000 950 12,5
PP_55
2 12000 2504 12,5
PP_56
4 12000 2660 12,5
PP_57
263 12000 450 12,5
PP_58
4 12000 2580 12,5
PP_59
3 12000 1410 12,5
PP_60
2 12000 495 12,5
PP_61
1 12000 960 12,5
PP_62
8 12000 2400 12,5
PP_63
1 12000 5660 12,5
PP_64
1 12000 4680 12,5
PP_65
2 12000 1380 12,5
PP_66
2 12000 1500 12,5
PP_67
1 12000 2720 12,5
PP_68
20 12000 3000 12,5
282
Identificação de famílias de planos de corte
Plano de Corte Comp. Corte (mm)
Repetições do
Plano de Corte
PC 1 34200 1
PC 2 292250 1
PC 3 198820 1
PC 4 199610 1
PC 5 79540 1
PC 6 770220 1
PC 7 0 36
PC 8 39600 8
PC 9 25600 1
PC 10 27950 4
PC 11 49200 1
PC 12 63400 1
PC 13 62800 1
PC 14 84000 48
PC 15 51400 1
PC 16 36000 5
PC 17 74800 1
PC 18 124200 1
PC 19 24000 4
PC 20 132000 6
PC 21 25800 1
PC 22 137550 1
PC 23 17900 1
PC 24 12000 1
PC 25 12000 1
PC 26 62130 1
PC 27 14700 1
PC 28 18950 1
PC 29 1800 1
PC 30 0 20
PC 31 24000 2
PC 32 12000 1
PC 33 11000 12
PC 34 33752 25
PC 35 0 12
PC 36 51930 3
PC 37 9740 3
PC 38 97056 10
PC 39 64704 1
283
Identificação de famílias de painéis
Família Qtde Identificação PP (Qtde) PFF (Qtde)
PPL_1 2 PPL_f _ Painel Plano de Fundo Duplo e Teto Fundo Duplo 3 8
PPL_2 4 PPL_f _ Painel Plano de Fundo Duplo e Teto Fundo Duplo 2 6
PPL_3 4 PPL_f _ Painel Plano de Fundo Duplo e Teto Fundo Duplo 2 7
PPL_4 4 PPL_f _ Painel Plano de Fundo Duplo e Teto Fundo Duplo 3 7
PPL_5 2 PPL_cn_ Painel Plano de Convés 1 2
PPL_6 2 PPL_cn_ Painel Plano de Convés 5 16
PPL_7 1 PPL_cn_ Painel Plano de Convés 3 7
PPL_8 2 PPL_cod _ Painel Plano de Costado e Costado Duplo 2 5
PPL_9 4 PPL_cod _ Painel Plano de Costado e Costado Duplo 2 6
PPL_10 4 PPL_cod _ Painel Plano de Costado e Costado Duplo 2 5
PPL_11 4 PPL_cod _ Painel Plano de Costado e Costado Duplo 2 6
PPL_12 1 PPL_a_ Painel Plano de Antepara 1 5
PPL_13 1 PPL_a_ Painel Plano de Antepara 1 7
PPL_14 1 PPL_a_ Painel Plano de Antepara 2 5
PPL_15 1 PPL_a_ Painel Plano de Antepara 2 5
PPL_16 2 PPL_at_ Painel Plano de Antepara Transversal 6 32
PPL_17 1 PPL_at_ Painel Plano de Antepara Transversal 5 32
PPL_18 2 PPL_at_ Painel Plano de Antepara Transversal 6 32
PPL_19 1 PPL_at_ Painel Plano de Antepara Transversal 5 32
PPL_20 2 PPL_ta _ painel Plano de Tanque de Asa 2 6
284
ANEXO 5 – DADOS, INFORMAÇÕES E INDICADORES DE ÁREAS DO
ESTALEIRO
I) INFORMAÇÕES GERAIS SOBRE PRODUTOS, PROCESSOS E RECURSOS
Painéis
−
2 painéis por bloco plano
−
2 painéis por bloco curvo
−
15 t por painel plano
−
15 t por painel curvo
Submontagens
−
5 submontagens por bloco plano
−
5 submontagens por bloco curvo
Conformação
−
60% do peso de painéis curvos é de peças conformadas
−
20% das peças conformadas têm forma complexa
−
70% das peças conformadas têm forma simples
−
10% das peças conformadas têm são perfis
−
2 t peso médio de peças conformadas
Acabamento avançado - tubulações
−
80% na fase de montagem
−
5% na fase de edificação
−
15% na fase de acabamento
Acabamento avançado - eletricidade
−
80% na fase de montagem
−
5% na fase de edificação
−
15% na fase de acabamento
Acabamento avançado - máquinas e equipamentos
−
40% na fase de montagem
−
25% em módulos de outfitting
−
5% na fase de edificação
−
30% na fase de acabamento
Acabamento avançado - acessórios de casco e convés
−
0% na fase de montagem
−
15% em módulos de outfitting
−
10% na fase de edificação
−
75% na fase de acabamento
Acabamento avançado - acabamento
−
0% na fase de montagem
285
−
10% em módulos de outfitting
−
10% na fase de edificação
−
80% na fase de acabamento
IPT - armazenagem de aço
−
0,5 hh/ton
IPT - linha de tratamento e pintura
−
3 m/min
IPT - linha automática de painéis planos
−
3 painéis por dia
IPT - linha de tratamento e pintura
−
8 chapas por dia
II) CONTEÚDO DE TRABALHO
OFICINA DE PINTURA DE BLOCOS (OPB)
−
Número de blocos = 125 (Peso total em aço/Peso médio super bloco)
−
660 m² por bloco
−
82500 m² total
−
3 dias/bloco
−
6 células para pintura de blocos
−
18 blocos a cada ciclo
−
7,2 ciclos/mês
−
6,9 blocos/ciclo
−
50,2 blocos/mês
−
2,5 meses para pintura de blocos
−
1 hh/m²
−
82.500 hh para pintura de blocos
−
87 trabalhadores
LINHA DE PAINÉIS PLANOS
−
163 painéis planos
−
2438 t de painéis planos
−
54 dias para fabricação de painéis planos
−
476,6 horas para fabricação de painéis planos
−
10,8 semanas para fabricação de painéis planos
−
2 hh/t
−
4.875 hh para montagem de painéis planos
−
5 trabalhadores
LINHA DE PAINÉIS CURVOS
−
88 painéis curvos
286
−
1313 t de painéis curvos
−
15 hh/t
−
19.688 hh para montagem de painéis curvos
−
21 trabalhadores
SUBMONTAGENS
−
2 t peso médio de submontagem em blocos planos
−
2 t peso médio de submontagem em blocos curvos
−
406 submontagens por bloco plano
−
219 submontagens por bloco curvo
−
813 t submontagens em blocos planos
−
438 t submontagens em blocos curvos
−
15,6 hh/t
−
12.675 hh para submontagens de blocos planos
−
6.825 hh para submontagens de blocos curvos
−
20 trabalhadores
CONFORMAÇÃO
−
788 t peças com conformação
−
158 t forma complexa
−
551 t forma simples
−
79 t perfis
−
79 peças com conformação complexa
−
276 peças com conformação simples
−
3 hh/t para conformação simples
−
40 hh/t para conformação complexa
−
2 hh/t para conformação de perfis
−
2.363 hh para conformação simples
−
6.300 hh para conformação complexa
−
158 hh para conformação de perfis
TRATAMENTO E PINTURA
−
5000 t chapas
−
1471 chapas
−
17647 m lineares de aço a ser tratado
−
5882 minutos para tratamento de chapas
−
98 horas para tratamento de chapas
−
2,2 semanas para tratamento e pintura
−
2,5 hh/t para tratamento de chapas
−
12.500 hh para tratamento de chapas
−
13 trabalhadores
287
ARMAZENAGEM
−
5000 t chapas
−
1471 chapas
−
1 hh/chapa
−
1.471 hh para tratamento de chapas
−
2 trabalhadores
TUBULAÇÕES
−
10.000 spools por embarcação
−
6 hh/t para fabricação de spools
−
15 hh/t para instalação de spools na fase de montagem
−
30 hh/t para instalação de spools na fase de edificação
−
35 hh/t para instalação de spools na fase de acabamento no cais
−
60.000 hh para fabricação de tubulações
−
120.000 hh para instalação de spools na fase de montagem
−
15.000 hh para instalação de spools na fase de edificação
−
52.500 hh para instalação de spools na fase de acabamento no cais
−
63 trabalhadores para fabricação de tubulações
−
126 trabalhadores para instalação de tubulações na fase de motagem de blocos
−
16 trabalhadores para instalação de tubulações na fase de edificação
−
55 trabalhadores para instalação de tubulações na fase de acabamento no cais
OFICINA ELÉTRICA (INCLUI PREPARAÇÃO E INSTALAÇÃO DE
CABOS, SUPORTES, EQUIPAMENTOS, ACESSÓRIOS E CONECTORES)
−
50.000 m de cabos elétricos
−
0,35 hh/m de cabo instalado na fase de montagem de blocos
−
0,5 hh/m de cabo instalado na fase de edificação
−
1 hh/m de cabo instalado na fase de acabamento no cais
−
14.000 hh para instalação elétrica na fase de montagem de blocos
−
1.250 hh para instalação elétrica na fase de edificação
−
6.000 hh para instalação elétrica na fase de acabamento no cais
−
15 trabalhadores para instalação elétrica na fase de montagem de blocos
−
1 trabalhadores para instalação elétrica na fase de edificação
−
6 trabalhadores para instalação elétrica na fase de acabamento no cais
INSTALAÇÃO DE MÁQUINAS E EQUIPAMENTOS
−
100 unidades
−
100 hh/un de máquinas e equipamentos instalados na fase de montagem de
blocos
−
125 hh/un de máquinas e equipamentos instalados em módulos de outfitting
−
150 hh/un de máquinas e equipamentos instalados na fase de edificação
−
200 hh/un de máquinas e equipamentos instalados na fase de acabamento
288
−
4.000 hh para instalação de máquinas e equipamentos na fase de montagem de
blocos
−
3.125 hh para instalação de módulos de máquinas e equipamentos
−
750 hh para instalação de máquinas e equipamentos na fase de edificação
−
6.000 hh para instalação de máquinas e equipamentos na fase de acabamento
−
13.875 hh total para instalação de máquinas e equipamentos
−
4 trabalhadores para instalação de máquinas e equipamentos na fase de
montagem de blocos
−
3 trabalhadores para instalação de módulos de máquinas e equipamentos
−
1 trabalhadores para instalação de máquinas e equipamentos na fase de
edificação
−
6 trabalhadores para instalação de máquinas e equipamentos na fase de
acabamento
−
15 total de trabalhadores para instalação de máquinas e equipamentos
INSTALAÇÃO DE ACESSÓRIOS DE CASCO E CONVÉS
−
140 unidades
−
100 hh/un de acessórios de casco e convés instalados na fase de montagem de
blocos
−
125 hh/un de acessórios de casco e convés instalados em módulos de outfitting
−
150 hh/un de acessórios de casco e convés instalados na fase de edificação
−
200 hh/un de acessórios de casco e convés instalados na fase de acabamento
−
2.625 hh para instalação de módulos de acessórios de casco e convés
−
2.100 hh para instalação de acessórios de casco e convés na fase de edificação
−
21.000 hh para instalação de acessórios de casco e convés na fase de acabamento
−
25.725 hh total para instalação de acessórios de casco e convés
−
3 trabalhadores para instalação de módulos de acessórios de casco e convés
−
2 trabalhadores para instalação de acessórios de casco e convés na fase de
edificação
−
22 trabalhadores para instalação de acessórios de casco e convés na fase de
acabamento
−
27 total de trabalhadores para instalação de acessórios de casco e convés
INSTALAÇÃO DE ACABAMENTO (ANTEPARAS DIVISÓRIAS, PISOS E
FORROS, ISOLAMENTO TERMO-ACÚSTICO)
−
7350 m²
−
1 hh/un de acabamento instalado na fase de montagem de blocos
−
1 hh/un de acabamento instalado em módulos de outfitting
−
1 hh/un de acabamento instalado na fase de edificação
−
1 hh/un de acabamento instalado na fase de acabamento
−
735 hh para instalação de módulos de acabamento
−
735 hh para instalação de acabamento na fase de edificação
−
5.880 hh para instalação de acabamento na fase de acabamento
289
−
7.350 hh total para instalação de acabamento
−
1 trabalhadores para instalação de módulos acabamento
−
1 trabalhadores para instalação de acabamento na fase de edificação
−
6 trabalhadores para instalação de acabamento na fase de acabamento
−
8 total de trabalhadores para instalação de acabamento
FABRICAÇÃO DE ESTRUTURAS COM AÇO LEVE
−
269 t Jazentes, escada de portaló, escada do prático, prancha de embarque
−
50 hh/t para fabricação de estruturas com aço leve
−
13.450 hh para fabricação de estruturas com aço leve
−
7 trabalhadores para fabricação de estruturas com aço leve
FABRICAÇÃO DE ACESSÓRIOS DE CASCO E CONVÉS
−
107 cj Janelas, vigias e olhos-de-boi
−
50 hh/cj para fabricação de acessórios de casco e convés
−
5.350 hh para fabricação de acessórios de casco e convés
−
3 trabalhadores para fabricação de acessórios de casco e convés
FABRICAÇÃO DE ITENS EM MADEIRA
−
20 m³ de madeira para fabricação de mobiliários
−
500 hh/m³ para fabricação de itens em madeira
−
10.000 hh para fabricação de itens em madeira
−
5 trabalhadores para para fabricação de itens em madeira
290
Conteúdo de trabalho (hh) por área do estaleiro
Áreas do estaleiro Horas-homem
Acabamento no cais 97.865
instalação de tubulações na fase de acabamento 52.500
instalação elétrica na fase de acabamento no cais 6.000
instalação de outfitting na fase de acabamento no cais 32.880
instalação de módulos de outfitting 6.485
Área de Edificação/outfitting 19.835
instalação de tubulações na fase de edificação 15.000
instalação elétrica na fase de edificação 1.250
instalação de outfitting na fase de edificação 3.585
Oficina de Pintura de Bloco 82.500
Oficina de Montagem de Bloco/outfitting 138.000
instalação de tubulações na fase de montagem 120.000
instalação elétrica na fase de montagem de blocos 14.000
instalação de outfitting na fase de montagem de blocos
4.000
Linha de Painéis 24.563
montagem de painéis planos 4.875
montagem de painéis curvos 19.688
Oficina de Submontagem 19.500
submontagens de blocos planos 12.675
submontagens de blocos curvos 6.825
Oficina de Fabricação de Partes/conformação 8.820
conformação simples 2.363
conformação complexa 6.300
conformação de perfis 158
Pátio de aço 1.471
Linha de Tratamento e Pintura 12.500
Oficina de Fabricação/tubulações 60.000
Oficina de Fabricação/oficinas diversas 28.800
TOTAL 493.854 hh
Número de trabalhadores por área do estaleiro
Área do estaleiro
Número de
trabalhadores
Oficina de Pintura de Bloco 87
Linha de Painéis Planos 5
Linha de Painéis Curvos 21
Oficina de Submontagem 20
Oficina de Fabricação de Partes/conformação 9
Linha de Tratamento e Pintura 13
Pátio de Aço 2
Oficina de Instalação de outfitting 49
Oficina de Fabricação e Instalação de Tubulações 260
Oficina de Instalação Elétrica 22
Oficina de Fabricação/oficinas diversas 15
TOTAL 503
Livros Grátis
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