JOSÉ AUGUSTO FABRI. Uma Proposta de Modelo para a Criação e a Organização de Processos de Produção em um Contexto de Fábrica de Software

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1 JOSÉ AUGUSTO FABRI Uma Proposta de Modelo para a Criação e a Organização de Processos de Produção em um Contexto de Fábrica de Software São Paulo 2007

2 JOSÉ AUGUSTO FABRI Uma Proposta de Modelo para a Criação e a Organização de Processos de Produção em um Contexto de Fábrica de Software Tese apresentada à Escola Politécnica da Universidade de São Paulo para a obtenção do título de Doutor em Engenharia São Paulo 2007

3 JOSÉ AUGUSTO FABRI Uma Proposta de Modelo para a Criação e a Organização de Processos de Produção em um Contexto de Fábrica de Software Tese apresentada à Escola Politécnica da Universidade de São Paulo para a obtenção do título de Doutor em Engenharia Área de Concentração: Engenharia da Produção Orientador: Prof. Dr. Marcelo Schneck de Paula Pessôa São Paulo 2007

4 Este exemplar foi revisado e alterado em relação à versão original, sob responsabilidade única do autor e com a anuência de seu orientador. São Paulo, 24 de maio de 2007 FICHA CATALOGRÁFICA Fabri, José Augusto Uma proposta de modelo para a criação e a organização de processos de produção em um contexto de fábrica de software / J.A. Fabri. -- Ed.Rev. -- São Paulo, p. + anexos Tese (Doutorado) - Escola Politécnica da Universidade de São Paulo. Departamento de Engenharia de Produção. 1.Engenharia de software 2.Processo de software 3.Produtividade de software I.Universidade de São Paulo. Escola Politécnica. Departamento de Engenharia de Produção II.t.

5 DEDICATÓRIA Dedico este trabalho a Marília Gabriela de Souza Fabri e a Heloísa de Souza Fabri.

6 AGRADECIMENTOS Agradeço a DEUS por me conceber o dom da vida. Ao Prof. Dr. Marcelo Schneck de Paula Pessôa, pela oportunidade, orientação e pelo constante estímulo transmitido durante todo o trabalho. Ao amigo André Luiz Prezende Trindade pelas discussões e incentivo delineados durante o processo de doutoramento. As empresas que se propuseram a participar dos estudos de casos apresentados neste trabalho. A Fundação Educacional do Município de Assis e a Faculdade de Tecnologia de Ourinhos, instituições estas que disponibilizaram toda infra-estrutura para o desenvolvimento deste trabalho.

7 Construirei um carro para as grandes massas, feito com os melhores materiais, pelos melhores homens que puderem ser contratados e seguindo os projetos mais simples que a moderna engenharia pode conceber [...] de preço tão baixo que qualquer homem que ganhe um bom salário seja capaz de possuir e desfrutar com sua família a bênção das horas de prazer nos grandes espaços abertos da natureza. Henry Ford (início de sua carreira como produtor de carros)

8 RESUMO Este trabalho tem como objetivo propor um modelo para a criação e organização de um processo fabril de produção de software. Para atingir este objetivo foram mapeadas 11 empresas de produção de software com características fabris, 6 brasileiras (o autor deste trabalho não possui uma autorização forma para divulgar o nome das empresas) e 5 estrangeiras (as japonesas Hitachi, Toshiba, NEC, Fujtsu e a americana SDC). Salienta-se que os dados utilizados neste trabalho sobre as empresas estrangeiras foram extraídos de CUSUMANO (1991). É importante salientar que todas as fábricas brasileiras que se propuseram a participar do estudo de caso possuem certificação de qualidade em processos comprovada (CMMI e/ou ISO). Após a apresentação dos casos é realizada uma comparação entre os processos fabris brasileiros e estrangeiros. Uma aderência do processo de produção de software mapeados nas empresas ao modelo proposto, também, é desenvolvida no trabalho. Por fim, 01 caso real apresentando o comportamento do modelo proposto na criação de um processo fabril, também, se caracteriza como um dos pontos a ser destacado. Palavras Chaves: Fábrica de software. Processo de software. Meta-processo de software. Reuso de Processo.

9 393 teste. Tal ferramenta é dividida em três módulos, cuja descrição é apresentada pelos tópicos abaixo: Módulo de projeto: Tem como objetivo analisar, automaticamente, as especificações de software advindas do ambiente externo em relação à padronização dos artefatos; Módulo de programação: Tem como objetivo propiciar a compilação de um programa na linguagem HPL (adaptação da linguagem PL/1 desenvolvida pela própria Hitachi), respeitando a especificação modular do documento de projeto; Módulo de teste: Suporta o teste unitário e integrado. Gera, automaticamente, os casos de teste, com base em uma especificação externa, objetivando, assim, a configuração das unidades de teste que serão processadas na execução da atividade em questão. Além do CASE, a Hitachi possui uma outra ferramenta denominada Computer-Aided Software Production System (CAPS), cujo objetivo é alimentar um banco de dados gerencial durante o desenvolvimento do projeto. Dados como custo do projeto, tempo de trabalho despendido para execução de uma tarefa e o progresso dos envolvidos com o projeto em relação ao mesmo são capturados, automaticamente, por esta ferramenta. Ao analisar o conjunto de dados armazenados pela ferramenta é possível concluir que a mesma tem como foco acompanhar a produtividade da fábrica de software da Hitachi (visão gerencial). Este fato levou a Hitachi integrar o CAPS junto ao CASE proporcionando, assim, a automatização na coleta das informações relacionadas à produtividade, pois ao instanciar um módulo do CASE, dados sobre o tempo de execução dos módulos (de projeto, de programação e de testes) são capturados pela CAPS. Já o conjunto de ferramentas desenvolvidas pela Toshiba é definido pela própria empresa como bancada de trabalho em software. O objetivo da bancada é prover infra-estrutura e técnicas para análise de sistemas (modelagem de negócio),

10 394 projeto de software, programação, testes e gerenciamento de projetos. A bancada provê suporte a: Definição dos requisitos e o projeto básico do sistema; Construção de programas e detalhamento dos módulos de projeto (codificação); Controle de projeto em relação à produtividade, custo e cronograma; Controle da qualidade do produto: Controle este feito por meio dos dados gerados com a execução das atividades de teste (média de erros por programador, por exemplo); Manutenção de programas e reusabilidade. As ferramentas compartilham informações por meio de um banco de dados, onde este também é utilizado para a composição das estimativas de projetos que estão em fase inicial de desenvolvimento. A NEC, por sua vez, também, possui dentro de sua fábrica de software, seis ferramentas para a automação de seu processo produtivo (além da ferramenta de gestão de projeto). Entre elas é possível destacar: Ferramenta de prototipagem: Define, interfaces externas para entrada e saída de dados, por exemplo: telas, menus de acesso a informações e layout de relatórios; Ferramenta de projeto de software: gera diagramas e fluxogramas para a composição do documento de arquitetura do software; Ferramenta de manufatura: Gerador de código utilizado para automatizar a produção de código da fábrica de software em questão;

11 395 Ferramenta de teste: Caracterizada como um gerador de casos e dados de testes. Utiliza como parâmetros às especificações advindas da atividade de projeto de software; Ferramenta de gestão de projeto: Provê subsídios para que a produtividade dos envolvidos com o projeto seja acompanhada. As informações geradas são armazenadas em uma base de dados, na qual esta serve como fonte para definição de estimativas; Ferramenta para controle de versões. Utilizada para controlar as versões dos documentos (ou artefatos) gerados com a execução do processo de software para um determinado projeto. Por fim, o conjunto de ferramentas utilizado para automação das tarefas pertinentes as atividades do processo de software da Fujitsu são: Ferramenta para de projeto de software: Esta ferramenta utiliza em sua estrutura uma linguagem, que combina digramas e pseudo-código; Geradores de código: Ferramenta utilizada para automatizar a atividade de codificação. Trabalha a partir do pseudo-código gerado pela ferramenta de projeto e gera parte do código fonte; Ferramenta para automatizar a atividade de teste: Automatiza toda a atividade de teste desenvolvida pela fábrica de software em questão, simulando ambientes para execução de programas, analisando performance dos programas que devem ser executados em terminais compartilhados e, por fim, provê mecanismo para o armazenamento das informações geradas pela atividade de teste; Ferramenta para gerenciamento de documentos: Provê mecanismo para manipular os documentos na linguagem japonesa. Automatiza a edição

12 396 eletrônica de documentos. Traduz, automaticamente, documentos da língua japonesa para a língua inglesa; Ferramenta para automatização da atividade de manutenção: Provê mecanismo para o armazenamento das informações geradas na atividade em questão. Controla a solicitações de melhorias dos clientes; Ferramenta para controle de projeto: Provê mecanismo para o armazenamento e recuperação das informações dos projetos pertinentes à fábrica de software da Fujitsu e automatiza a atividade de gestão de projetos descrita, anteriormente. Por fim, é necessário ressaltar que todas as fábricas japonesas possuem em sua estrutura de produção de software o conceito de biblioteca de componentes, caracterizando, assim, o conceito de reuso de software. A SDC também se encaixa neste segmento. B.5 Produtos Gerados e Forma de Criação e Organização do Processo Esta seção tem como objetivo apresentar se as empresas japonesas e americana trabalham sob a ótica das orientações a domínio, a produto e a tecnologia. Uma outra vertente da seção se configura sobre a forma de criação e organização do processo. Ao analisar a seção B.1 e com base nas considerações efetuadas por CUSUMANO (1991), é possível verificar que nenhuma delas trabalha orientada a domínio, produtos e tecnologia. Todas produzem software para vários domínios do conhecimento, utilizando várias tecnologias. Já em relação à forma de organização do processo, as empresas japonesas e a SDC, levaram vários anos para se comporem como fábrica de software. Nestas

13 397 empresas, as iniciativas organizacionais relacionadas à questão fabril para o desenvolvimento de software iniciaram-se na década de Excluindo a Toshiba e a Fujitsu, a forma de criação e organização do processo das demais empresas foi, totalmente, baseada nos conhecimentos dos envolvidos com o processo de produção de software de tais empresas. Na Toshiba além do conhecimento dos envolvidos, a criação do processo fabril foi inspirada nas boas práticas relacionadas à produção de hardware já consolidadas na empresa. O ciclo de produção de hardware em questão pode ser dividido em 3 grandes fases: Projeto de hardware: fase que engloba as atividades do projeto lógico e desenho do produto; Produção de hardware: traduz o conceito de manufatura a partir de componentes de hardware reutilizáveis; Teste: Os produtos manufaturados são testados para, posteriormente, serem colocados no mercado. É possível estabelecer uma comparação entre ciclo de produção de hardware e o ciclo de produção de software, descrito na seção B.2.3. As fases de projeto de hardware, produção e teste relacionam-se com as atividades de projeto de software, codificação e teste. Tal relação é verificada, nitidamente, na Figura B.6.

14 398 Figura B.6 Relação entre o processo de produção de computadores (fábrica convencional) e o processo de produção de software (fábrica de software) da Toshiba (Adaptado de Cusumano (1991)) Ao analisar tal figura é possível perceber, também, que a atividade de projeto de software aglomera o desenvolvimento da arquitetura do software (analogia com o projeto lógico do hardware) e o projeto de programa (analogia com o desenho do produto). Já a atividade de codificação está dividida em programação com reuso (analogia com a montagem do projeto de hardware) e compilação, atividade responsável por checar se o código desenvolvido não possui erros (analogia com checagem do projeto de hardware). A atividade de teste de software é dividida em teste de módulo e teste de software, assemelha-se a atividade de teste de unidade e ao teste de hardware. O símbolo representando a arquitetura do sistema apresentado na Figura B.6, representa uma solução integrada para um determinado projeto, envolvendo dispositivos de hardware e software.

15 399 Já em relação a Fujitsu, CUSUMANO (1991) ressalta que o processo de produção de software utilizou as seguintes estratégias em sua concepção: Desenvolvimento tecnológico: Busca por linguagens de alto nível que propiciassem uma alta produtividade no desenvolvimento do código fonte. Estas linguagens deveriam propiciar o conceito de reuso de código, através do desenvolvimento de funções e procedimentos (sub-rotinas); Padronização: Desenvolvimento de uma estrutura organizacional e um processo de produção de software padronizado; Mecanização e Automação: Aquisição ou desenvolvimento de ferramentas e sistemas computacionais que propiciassem um maior ganho de tempo na execução das atividades do processo. Suporte e Desenvolvimento Tecnológico dos Colaboradores: Desenvolvimento um programa de treinamento nas ferramentas e no processo padronizado. É perceptível que as estratégicas utilizadas pela Fujitsu são caracterizadas como genéricas e, também, devem ter sido utilizadas por todas as fábricas que compõe este trabalho. O autor também deixa claro que as estratégias utilizadas pela Fujitsu foram de fundamental importância, pois elas nortearam todo o aspecto evolutivo do processo de produção de software implementado.

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