FEL Front End Loading e LDPS - Lean Delivery Production System para concepção de projetos de empreendimentos

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1 FEL Front End Loading e LDPS - Lean Delivery Production System para concepção de projetos de empreendimentos RESUMO Fernando Romero M.Sc., Engenheiro VALE - DIFE - Departamento de Projetos de Ferrosos GEPFM - Gerência Geral de Implantação de Projetos de Ferrosos Dr. Paulo Andery Professor da UFMG O presente trabalho apresenta uma discussão conceitual sobre as etapas preliminares de projetos de capital (mega empreendimentos). Especial atenção é dada à metodologia do Front End Loading, e sua possível interação com princípios e ferramentas do pensamento enxuto (Lean Thinking). Apresenta-se uma revisão da literatura e uma análise das práticas de planejamento de projetos de capital em grandes empresas. Aponta-se para algumas diretrizes que potencializam a introdução de ferramentas do pensamento enxuto nas etapas iniciais de concepção de um projeto. Verifica-se que o método do Front End Loading guarda importantes semelhanças com o Lean Delivery Production System, de forma a ser possível estabelecer uma sinergia entre os métodos.

2 1 INTRODUÇÃO O processo de projeto de mega empreendimentos, tecnicamente denominados como projetos de capital, tem sido objeto de bastante atenção por parte de grandes empresas. Especial ênfase tem sido dada a métodos de gestão do processo de projeto desses empreendimentos, e mais ainda no que se refere às etapas iniciais, nas quais desenvolvem-se os estudos estratégicos e a definição da viabilidade e atratividade do negócio, a definição preliminar dos custos e do CAPEX (Capital Expenditure), a gestão dos riscos e a análise preliminar das alternativas de engenharia para esses empreendimentos. O fato de estarem normalmente orientados a setores industriais como o da mineração ou energia (petróleo, gás, etc.), caracterizados por um grau de complexidade bem maior do que a que envolve a gestão do processo de projeto de outros tipos de empreendimentos, permite que muitas lições possam ser apreendidas quando estudadas as etapas iniciais de planejamento ( preplanning ) desses megaprojetos. Tradicionalmente o gerenciamento de projetos de capital de uma grande empresa inicia-se por meio de um gerenciamento de portfolio dinâmico, onde as decisões de implementação dos novos produtos (projetos) são constantemente revisadas e refinadas. Neste processo, novos empreendimentos são avaliados, selecionados e priorizados, visando uma carteira de projetos equilibrada, de forma a reduzir o risco dos futuros investimentos. Nesse contexto, um empreendimento passa por um longo processo de decisões na sua etapa de concepção (preplanning). Cada empreendimento é gerenciado e aprovado de forma independente dentro do portfolio de projetos, tendo em vista as restrições relativas ao seu escopo, custos e prazos. Uma vez que se decide avançar nas etapas de concepção desses empreendimentos, em geral utilizam-se modelos de gestão do processo de projeto (modelos de referência) formalizados e, em muitos casos, padronizados. São métodos que podem apresentar uma estrutura conceitual semelhante à etapa de pré-projetação, utilizada em alguns modelos de gestão do desenvolvimento de produtos em outros segmentos industriais (ROMANO, 2006). Nesse sentido, a literatura recente aponta para a crescente importância que distintos setores industriais estão dando a essa etapa de concepção dos empreendimentos, também denominada de pré-planejamento, quando as decisões estratégicas e parâmetros da engenharia básica dos empreendimentos são definidos (GIBSON, 2006), levando em conta, como afirmado acima, o alinhamento dos projetos com a estratégia de negócios das empresas. Dessa forma consegue-se maximizar o valor do portfolio, minimizando os riscos e garantindo um efetivo uso dos recursos disponíveis para os investimentos. Para isto é necessária a constituição de uma equipe multidisciplinar de trabalho, a gestão da comunicação entre os stakeholders, bem como um conjunto de técnicas para o desenvolvimento da engenharia básica (projetos básicos das instalações industriais, equipamentos e operação) comumente denominadas best practices. A engenharia básica e detalhada (no jargão industrial, o desenvolvimento dos projetos e especificações de montagem, comissionamento e operação) são bem mais complexos que as atividades envolvidas em projetos menores (como é o caso de edificações industriais e comerciais), contemplando a integração de diversas áreas, inclusive levando em conta aspectos jurídicos, de gestão de fornecedores, de utilização de tecnologia da informação, questões ambientais, etc., que implicam na gestão de alternativas distintas e que tem grande impacto nos custos de execução e operação desses empreendimentos. Nesse contexto, o presente trabalho apresenta uma análise de métodos utilizados pela indústria na etapa de pré-planejamento de projetos de capital. Em especial, destacam-se o Front End Loading e o Sistema de Gerenciamento de Projetos Enxutos (Lean Delivery Production System). Desde um ponto de vista conceitual onde são analisadas sinergias e

3 potenciais formas de interação entre os dois sistemas, até propostas de diretrizes para sua utilização. 2. A ESTRUTURA CONCEITUAL DO FRONT END LOADING E DO LEAN DELIVERY PRODUCTION SYSTEM A Metodologia Front End Loading (FEL) é normalmente desenvolvida em três fases, entre as quais há etapas formais de análise e aprovação dos conceitos gerados (gates), de forma similar a apresentada nos modelos referenciais de desenvolvimento de produtos (Romano et al., 2006), e algumas referências fazem uma descrição detalhada do método. Veja-se, por exemplo, Clerecuzio e Lammers (2008), Mustang (2008), e George et al. (2008) Resumidamente, a etapa inicial (FEL1) implica na definição dos objetivos do negócio / projeto, alinhando esses objetivos com as estratégias empresariais. A etapa intermediária (FEL2) implica na seleção da melhor alternativa conceitual apresentada na etapa anterior, chegandose a uma melhor definição do escopo e dos critérios e restrições para o desenvolvimento do projeto (design). A fase final da etapa de pré-planejamento (FEL3) refina os parâmetros de design e alternativas de engenharia definidas nas etapas anteriores, preparando o projeto para sua aprovação com relação ao escopo, custos, prazos e parâmetros associados à rentabilidade. Uma representação esquemática do método é apresentada na figura 1 (Vale, 2007). No portão inicial denominado de FEL1, tem-se o objetivo de desenvolver e avaliar a oportunidade de investimento e atratividade do negócio, ou seja, criar valor, analisando e identificando as oportunidades através da análise negócio. É verificada a aderência do projeto à estratégia de empresa, é feita a análise de mercado e cenários, bem como uma análise preliminar dos riscos. São gerados indicadores de desempenho potencial, em parte baseados no desempenho de empreendimentos anteriores, tais como VPL (Valor Presente Líquido), TIR (Taxa Interna de Retorno), VPI (Valor Presente do Investimento) entre outros. Na fase de FEL2, após as oportunidades terem sido selecionadas no portão FEL1, tem-se como objetivo o estudo do conjunto das alternativas e seleção da alternativa a ser desenvolvida na etapa seguinte (FEL3). É nessa segunda etapa que se inicia, na prática, o desenvolvimento dos projetos selecionados. São estudados e observados os seguintes aspectos para a escolha da alternativa a ser detalhada na próxima fase (FEL 3): estruturação da equipe, estudo completo das alternativas, inclusive avaliação econômica, projeto conceitual de engenharia, estrutura analítica de projeto (EAP), cronograma master, e o detalhamento e impactos da alternativa selecionada. Também são selecionadas técnicas específicas para desenvolvimento dos projetos, tais como simulação de riscos, análise de construtibilidade, análise de valor, modelagem da confiabilidade de processos, etc. Na fase de FEL 3 tem-se como objetivo o desenvolvimento do projeto básico e o planejamento da fase de execução, onde as atenções são voltadas para os estudos mais detalhados relacionados á definição completa do escopo do empreendimento, a conclusão dos levantamentos de engenharia (topografia, geotecnia, etc), bem como o desenvolvimento da atividade projetual básica.

4 Figura 1 - Representação esquemática da metodologia Front End Loading. Adaptado da Vale, Do ponto de vista conceitual, as fases de FEL 2 e FEL 3 adicionam valor ao projeto, com o objetivo de manter-se este valor durante a fase de desenvolvimento da engenharia detalhada e construção, para que durante a fase de operação e manutenção o projeto selecionado e aprovado pelos portões produza o valor planejado (esperado) atendendo as expectativas dos seus stakeholders. É de particular importância a validação de cada etapa no contexto da gestão do portfolio de empreendimentos da empresa. Para isso, entre as etapas são identificados os já mencionados portões, que permitem definir se os estudos do empreendimento avançam ou não para as etapas seguintes. Após cada etapa é feita uma análise de desempenho desses estudos, com freqüência utilizando-se de auditorias independentes, com base em comparações feitas com projetos similares, utilizando a estrutura conceitual de benchmarking. Uma representação esquemática da lógica desses portões é ilustrada na figura 2.

5 Figura 2 Validação das etapas (portões) da metodologia FEL (Vale/DIEP, 2007) O método de definição das etapas iniciais de concepção de mega empreendimentos, brevemente delineado acima, guarda semelhanças e é objeto de sinergia quando comparado com a estrutura conceitual de definição e desenvolvimento de empreendimentos no contexto da Produção Enxuta. O modelo de produção enxuta, e sua aplicação direta na indústria da construção têm sido objeto de amplos estudos no meio acadêmico, e seus princípios foram bem explorados na literatura recente. Para uma análise mais global desses princípios, veja-se, por exemplo, Ballard e Howell (1999), Koskela et al (2007), Barros Neto e Alves (2007). Os princípios da construção enxuta balizaram a proposição de um modelo para gerenciamento de projetos denominado Lean Delivery Production System (LDPS) do Lean Construction Institute. Por razões de brevidade, o modelo não será detalhadamente apresentado, e suas características podem ser vistas nas referências (BALLARD, 2006 a,b; BALLARD e KIM, 2007). Em princípio, o LPDS está orientado a gestão de empreendimentos (englobando análise conceitual, desenvolvimento dos projetos, construção, start up e operação) de maneira a reduzir desperdícios, otimizar as atividades de fluxo e agregar valor aos clientes, dentro das propostas do lean thinking. Uma representação esquemática das etapas do LPDS é apresentada na figura 3.

6 Figura 3 - Representação esquemática do LPDS (Ballard e Kim, 2007). No âmbito desse trabalho, interessam-nos particularmente a etapa inicial (Definição de Projeto) e sua interface com a etapa de design, que apresentam uma estrutura conceitual semelhante ao Front End Loading. O LDPS enfatiza a constituição de uma equipe multidisciplinar e o estabelecimento de relações contratuais não convencionais, priorizando uma visão que permita o foco no empreendimento, ao invés da visão tradicionalmente segmentada (cada agente voltado a interesses particulares em fases específicas), que caracteriza grande parte das práticas de gerenciamento de projetos. Em especial, busca-se alinhar as metas (escopo do projeto) e o processo de desenvolvimento de forma a se estabelecer, a priori, restrições que impliquem em um custo alvo (target cost). Por outro lado, ressalta a necessidade de um plano informacional que permita a aprendizagem contínua e retroalimentação para projetos futuros. Entre as diretrizes básicas, destacam-se: a) orientar a gestão do empreendimento por meio de um fluxo de trabalho otimizado, de acordo com os princípios do pensamento enxuto, no qual minimizam-se atividades que não agregam valor e representam, no contexto lean, desperdício. Nesse sentido, a equipe mobilizada no projeto analisa continuamente o conjunto de suas atividades, focando a simplificação dos processos e verificando se os produtos gerados estão em sintonia com as expectativas dos stakeholders. b) Priorizar conceitos de engenharia simultânea, integrando projeto de produto e dos processos de fabricação, a partir de condições de construtibilidade pré-definidas e parâmetros de definição do projeto orientados a minimização de desperdícios (sustentabilidade), aumento da segurança e simplificação dos processos de montagem.

7 c) Definição, na passagem da etapa de concepção para a de detalhamento dos projetos (lean design), de cadernos de especificações e encargos, instruções de fabricação, etc. d) Utilização de uma base de dados integrada. 3 SINERGIA ENTRE O FRONT END LOADING E O LEAN PRODUCTION DELIVERY SYSTEM Ambos os métodos apresentados guardam semelhanças, tanto do ponto de vista de princípios conceituais quanto na seqüência de trabalho (work flow). A metodologia FEL (Front end Loading) é uma metodologia de gerenciamento de desenvolvimento de projetos em três fases, com os respectivos gates. O LPDS é também constituído por etapas e, embora não haja gates claramente explicitados, as interfaces entre as fases supõem uma aprovação da passagem de uma etapa para a outra. A etapa de Definição de Projeto (Project Definition) guarda semelhança com a etapa de FEL1. Nesse momento são levantadas as possíveis opções para o desenvolvimento dos projetos (cria-se valor), com a seleção das alternativas que passarão para a etapa seguinte. A etapa de FEL2 termina com a seleção da alternativa mais viável para o empreendimento, e o gate do FEL2 equivale à passagem, no LPDS, de Project Definition para a etapa de detalhamento dos projetos (Lean Design). O foco principal desta fase é desenvolver a engenharia conceitual, além de se fazer uma estimativa do CAPEX (Capital Expenditure) e se elaborar os cronogramas preliminares, ou seja, adiciona-se valor. A terceira da etapa de desenvolvimento de projeto, corresponde pela Metodologia FEL ao portão FEL3, corresponde no LPDS à interface entre o Lean Design o Lean Supply, e nesta fase o foco principal é o planejamento para construção e a preparação do projeto para futura implementação, uma vez que a probabilidade de mudanças de escopo é muito menor. Portanto, à semelhança da etapa anterior, adiciona-se valor. Uma representação esquemática é apresentada na Figura 4 (Romero, 2008). Do ponto de vista conceitual observa-se um paralelismo entre os sistemas. Tanto o FEL como o LPDS, na sua fase inicial, focam o alinhamento do empreendimento com a estratégia da empresa, priorizando a seleção de alternativas e dando grande atenção à etapa de préplanejamento. Em ambos os casos é dada especial atenção à análise de custos e a integração entre a fase de projeto e de implementação dos empreendimentos. As estruturas conceituais sugerem a possibilidade de inserção de princípios e ferramentas do pensamento enxuto no âmbito do Front End Loading. Em especial, o LPDS pode aportar ao Front End Loading um dos seus princípios mais importantes, a idéia de agregar valor minimizando as atividades de fluxo, que representam desperdício. Por outro lado, o LPDS acentua o uso de conceitos e ferramentas que, a priori, não estão inclusos no FEL. Entre os principais conceitos dois podem ser destacados: a utilização dos princípios da Engenharia Simultânea e a introdução de técnicas de target costing.

8 SINERGIA ENTRE O FRONT END LOAD E O LEAN DELIVERY PRODUCTION SYSTEM Figura 4- Comparação entre o Front End Loading e o LPDS (Romero, 2008) Esse último aspecto (target costing) parece ser particularmente importante, já que a introdução do conceito do custo como restrição do projeto ao longo do ciclo de planejamento potencializa a utilização da metodologia FEL. De fato, originalmente a metodologia FEL foca a definição inicial das variáveis do projeto de forma a garantir que a variação do custo de implementação não exceda um valor previamente definido. Quando são empregadas as melhores práticas, essa variação não excede a faixa de 10% a + 10% dos valores projetados na fase de FEL 3. No entanto, a metodologia LPDS dá um passo a mais, no sentido de definir um custo mínimo exigente já antes de se iniciar a seleção das alternativas de engenharia, de forma que esse custo passe a ser condição para o desenvolvimento do conceito do projeto. Em outras palavras, utiliza-se a prática do Design for Cost. Na metodologia FEL, são utilizadas algumas técnicas que garantem a geração de valor. No jargão industrial, são conhecidas como Value Improving Practices, e têm sido estudadas na literatura recente (veja-se, por exemplo, Pereira R. R., 2008). Ainda que não explicitamente preconizadas, várias dessas técnicas estão implícitas na metodologia Lean, e portanto são facilitadores da introdução dos conceitos Iean na etapa de pre planning. A figura 5 abaixo ilustra a utilização dessas práticas na metodologia FEL, e o quadro seguinte estabelece uma comparação do uso das mesmas na metodologia lean.

9 VIP s Value Improving Practices FEL 1 FEL 2 FEL 3 LPDS Sinergia 1.Seleção de Tecnologia 2.Simplificação de Processos - Engenharia de Valor I 3.Minimização de Resíduos 4.Otimização Energética 5.Padrões e Especificações 6.Classificação do Perfil da Planta 7. Manutenção Preditiva 8.Dimensionamento da Capacidade 9.Simulação de Processo 10.Engenharia de Valor II 11. CAD 3D 12.Revisão de Construtibilidade Figura 5- Comparação das VIP s - Sinergia entre o Front End Loading e o LPDS (Romero, 2008) Considerando a sinergia entre os dois métodos de gerenciamento de projetos, a idéia é que não basta uma simples incorporação de ferramentas de uma metodologia na outra. O pensamento enxuto é bem mais que um conjunto de técnicas e ferramentas. Exige a efetiva incorporação de uma mentalidade enxuta nas empresas, o que nem sempre é fácil. Nesse sentido, uma possibilidade é a seleção de projetos piloto, nos quais os agentes do projeto possam ir ensaiando a utilização dos princípios e ferramentas lean. Se são necessárias mudanças para se fazer a implantação de tais princípios, a primeira delas diz respeito às transformações na cultura dos agentes envolvidos, de forma a extrapolar as limitações das mediações contratuais e criar uma nova disposição de cooperação técnica entre os projetistas, construtores e promotores. Outra vertente diz respeito à apropriação das novas tecnologias de informática e telecomunicações como ferramentas que facilitam a comunicação virtual à distância e permitem um novo ambiente cognitivo e tecnológico para o processo de projeto. A terceira vertente trata da organização das atividades de projeto de forma a permitir a coordenação precoce e o desenvolvimento em paralelo das diferentes especialidades de projeto e desenvolvimento de produto (Fabricio e Melhado, 1998), como mostrado na figura 6 abaixo.

10 Figura 6 Eixos de transformação para implantação do Projeto Simultâneo (Fabrício M.M. e Melhado,1998) 4 CONCLUSÃO A etapa de definição conceitual de mega empreendimentos (projetos de capital) tem sido de muita importância para as grandes empresas, pois esses projetos envolvem enormes somas de investimentos, visando atender principalmente as necessidades empresarias e atingir ou exceder o desempenho financeiro esperado pelos stakeholders e acionistas. O presente trabalho mostrou que duas metodologias aplicáveis a essa etapa guardam semelhanças: o Front End Loading (FEL) e o Lean Delivery System (LPDS), no âmbito do pensamento enxuto. Chamou-se a atenção para o fato de que ferramentas e princípios do LPDS podem ser aplicáveis a metodologia FEL. Em especial, a introdução de custos-alvo como ferramentas de concepção e planejamento desses empreendimentos. Além disso, os princípios do pensamento enxuto priorizam os conceitos de Engenharia Simultânea e integração entre as etapas de concepção e implementação, conceitos esses que podem otimizar a metodologia FEL. Obsevou-se ainda que essa sinergia entre os métodos implica não somente na utilização de mais técnicas e ferramentas, mas envolve uma efetiva e gradual mudança cultural nas organizações. Como resultado, tem-se uma estrutura conceitual que garante o retorno dos investimentos no projeto, como mostrado na Figura 7, que sintetiza os conceitos apresentados.

11 Figura 7- Adaptado do The IPA Institute Advanced Project Knowledge (IPA, 2008) 5 REFERÊNCIAS BALLARD, G. e HOWELL, G. What is Lean Construction. INTERNATIONAL CONFERENCE OF THE INTERNATIONAL GROUP FOR LEAN Construction, IGLC Berkley, Proceedings.... Berklley: IGLC, BALLARD, G. Rethinking Project Definition in Terms of Target Costing. In: International Conference of the International Group for Lean Construction, IGLC 14, Santiago, Chile, Proceedings.... Santiago do Chile: IGLC, BALLARD, G. Lean Project Delivery System.. White Paper #8, Lean Construction Institute, setembro de 2006, 6 p. BALLARD, G. e KIM, Y. Implementing Lean on Capital Projects. In: International Conference of the International Group for Lean Construction, IGLC 15, Michigan, EUA, Proceedings.... Micigan: IGLC, BARROS NETO, J. P. e ALVES, T. Strategic Issues in Lean Construction Implementation. In: International Conference of the International Group for Lean Construction, IGLC 15, Michigan, EUA, Proceedings.... Michigan: IGLC, CLERECUZIO, C. e LAMMERS, P. Front End Loading. Myths and Misconceptions. Technical Paper. Disponível em : Acessado em 15 de janeiro de COMPANHIA VALE DO RIO DOCE. Curso de Mineração Módulo 4. Documentação interna. Rio de Janeiro: Companhia Vale do Rio Doce, 2007.

12 FABRICIO, M. M.; MELHADO, S. B. Projeto simultâneo e a qualidade na construção de edifícios. In: SEMINÁRIO INTERNACIONAL NUTAL 98-ARQUITETURA E URBANISMO: tecnologias para o século XXI, 1998, São Paulo. Anais... São Paulo: FAU/USP, 1998c. CD-ROM GEORGE, R., BELL, L. E BACK, W.E. Critical Activities in the Front-End Planning Process. Journal of Management in Engineering, volume 24, 2, pp 66-4, abril de GIBSON, G. E. et al. What is Preproject Planning, Anyway. J. Mgmt. in Engineering, Volume 22, 1, pp , Jan 2006 IPA Independent Project Analysis, The IPA Institute Advanced Project Knowledge, disponível em acessado em 9/11/2008. KOSKELA, L. et al. The TFV Theory of Producton New Developments. In: International Conference of the International Group for Lean Construction, IGLC 15, Michigan, EUA, Proceedings.... Micigan: IGLC, Mustang Engineering, Project Management System Folder. Disponível em: Acesso em 20 de janeiro de PEREIRA, R. R. Práticas de Melhoria do Valor no Gerenciamento de Projetos. Mundo Project Management, pp , Ano 4, no. 22, agosto / setembro de 2008 ROMANO, F. Modelo de referência para o gerenciamento do processo de projeto integrado de edificações. Revista Gestão & Tecnologia de Projetos, vol. 1, no. 1, novembro de ROMERO, F. Comparação entre o FEL e o LPDS. Mestrando do Programa de Pós- Graduação em Construção Civil da UFMG, Documento interno de trabalho. ROMERO, F. Comparação das VIP s - Sinergia entre o FEL e o LPDS. Mestrando do Programa de Pós-Graduação em Construção Civil da UFMG, Documento interno de trabalho. SOBRE OS AUTORES Fernando ROMERO Engenheiro, Mestre em Gestão de Empreendimentos do Programa de Pós-graduação em Construção Civil da UFMG Paulo ANDERY Professor, M.Sc., Dr, Programa de Pós-graduação em Construção Civil da UFMG

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