Gestão e Metodologia da construção de um edifício

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1 Gestão e Metodologia da construção de um edifício Sistema integrado de Controlo de Prazos e Qualidade Nuno Filipe Ferreira Barbosa Pereira Dissertação para a obtenção do Grau Mestre em Engenharia Civil Júri Presidente: Francisco José Loforte Teixeira Ribeiro Orientador: Prof. Pedro Manuel Gameiro Henriques Vogais: José Álvaro Pereira Antunes Ferreira Janeiro 2008

2 AGRADECIMENTOS A todas as pessoas e instituições que directa ou indirectamente contribuíram para o bom êxito deste trabalho, quero desde já expressar o meu mais sincero e profundo agradecimento. Ao Instituto Superior Técnico na pessoas de todos os docentes que contribuíram para a minha formação académica ao longo destes cinco anos. Ao Prof. Pedro Gameiro Henriques, docente da Secção de Construção, orientador da tese de Mestrado pela amizade, apoio e disponibilidade demonstradas e pela sua indispensável orientação sem a qual não teria sido possível a conclusão do trabalho. Finalmente, mas não menos importante, as últimas palavras de reconhecimento e gratidão são dirigidas aos meus pais, irmão e namorada, sempre tão perto, por todo o apoio e esforços possíveis e impossíveis que empreenderam durante este longo período de tempo, o amor e apoio que sempre me deram e por todos aqueles momentos em que estive ausente e que deveria estar presente. A todos o meu muito sincero obrigado. 1

3 RESUMO As exigências na Construção Civil estão cada vez mais elevadas, pelo que os construtores preocupam-se em elevar a qualidade das construções sem aumento significativo dos custos e durações. Com este intuito, é necessário planear antecipadamente a obra e prever a ocorrência de anomalias nos processos construtivos que diminuem a qualidade e provocam atrasos na obra. O FMEA (Failure Mode and Effects Analysis), é uma ferramenta que permite avaliar qualitativamente os riscos. Neste trabalho enuncia-se os príncipios teóricos do FMEA, assim como as principais fases do seu desenvolvimento, campos de aplicação, vantagens e limitações. O modelo apresentado visa integrar o controlo de prazos com o método de análise de riscos (FMEA). A integração deste modelo efectua-se no Microsoft Office Project e tem como principal objectivo efectuar uma ligação simples entre o planeamento e os documentos da análise de procedimentos. Este modelo tem como ambiente de trabalho o Microsoft Office Project e permite a interacção entre diferentes softwares através dos hiperlinks. A análise de procedimentos inicia-se no planeamento estratégico com a elaboração das fichas FMEA e o Caderno de Encargos e prolonga-se durante o decorrer da obra com a consulta e actualização, se necessário, destes documentos. A principal vantagem deste modelo é a integração dos módulos do planeamento e da análise de riscos, facilitando o acesso a documentos relativos à implementação do plano de qualidade. PALAVRAS-CHAVES FMEA, Risco, Caderno de Encargos, Edifícios, Planeamento de Projectos, Modelo Integrado de Prazos e Qualidade (Análise de Procedimentos), Mapa de Quantidades 2

4 ABSTRACT Civil Engineering requirements are more demanding and consequently construction entrepreneurs are concerned with increasing building quality without a significant increase in costs and durations. With this purpose, works have to be previously planned and anomalies in the construction processes, which reduce quality and cause works delays, have to be anticipated. FMEA (Failure Mode and Effects Analysis) is a tool that allows a qualitative assessment of risks. This paper describes FMEA, as well as the main stages of its development, application fields, advantages and limitations. The model presented aims to integrate the control of time limits with the method of risk analysis (FMEA). This model is integrated in Microsoft Office Project and the main objective is to make a simple link between planning and the procedures analysis documents. The working environment of this model is Microsoft Office Project and it allows the interaction of different software through hyperlinks. Procedures analysis starts with the strategic planning with the preparation of the FMEA sheets and of the Tender Specification and extends during the works duration with the examination and updating of the documents, if necessary. The main advantage of this model is the integration of the modules of planning and of risks assessment, making access to documents, relating to the quality plan implementation, easier. KEYWORDS FMEA, Risk, Contract Terms and Conditions, Buildings, Project Management, Integrated Model of Time and Quality (Analysis of Procedures), Bill of Quantities 3

5 ÍNDICE AGRADECIMENTOS... 1 RESUMO... 2 ABSTRACT... 3 ÍNDICE... 4 ÍNDICE DE TABELAS... 6 ÍNDICE DE FIGURAS INTRODUÇÃO ESTADO DO CONHECIMENTO INTRODUÇÃO FMEA Failure Mode and Effect Analysis Tipos de FMEA Metodologia do FMEA GESTÃO DE PROJECTOS Níveis de planeamento Fases de Execução de Projectos Definição de actividades e WBS (Work Breakdown Structure) Relações de Sequencialidade Estimação de Rendimentos Importância do Mapa de Quantidades Duração das Actividades Plano de Trabalhos Importância do Caderno de Encargos CONCLUSÃO MODELO PROPOSTO INTRODUÇÃO FUNCIONAMENTO DO MODELO Análise de Procedimentos FMEA e Caderno de Encargos Gestão de prazos Definição das actividades e código WBS

6 Duração das actividades INTEGRAÇÃO DE PRAZOS E ANÁLISE DE RISCOS CONCLUSÃO VALIDAÇÃO DO MODELO PROPOSTO INTRODUÇÃO DESCRIÇÃO DO CASO EDIFÍCIO APRESENTAÇÃO DOS RESULTADOS Gestão de Prazos Definição das actividades e nível WBS Duração das Actividades Análise de Procedimentos Integração de Prazos e da Análise de Procedimentos CONCLUSÃO CONCLUSÕES INTRODUÇÃO AVALIAÇÃO DA REALIZAÇÃO DOS OBJECTIVOS DO TRABALHO LIMITAÇÕES DO TRABALHO CONTRIBUTO PARA A INDÚSTRIA E PERSPECTIVAS FUTURAS BIBLIOGRAFIA ANEXOS ANEXO I MAPA DE QUANTIDADES ANEXO II ACTIVIDADES E NÍVEL WBS ANEXO III DURAÇÕES ANEXO IV CADERNO DE ENCARGOS ANEXO V FICHAS FMEA ANEXO VI HIPERLINKS ANEXO VII MODELO PROPOSTO

7 ÍNDICE DE TABELAS Tabela 2.1 Formulário do FMEA...15 Tabela 2.2 Índice de Gravidade...16 Tabela 2.3 Índice de Ocorrência...17 Tabela 2.4 Índice de Detecção...17 Tabela 4.1 Definição das actividades segundo a especialidade (Nível 1)...48 Tabela 4.2 Cálculo das durações das actividades...49 ÍNDICE DE FIGURAS Figura 2.1 Fluxograma de análise do FMEA...14 Figura 2.2 Áreas de Riscos...19 Figura 2.3 Níveis de planeamento...20 Figura 3.1 Fluxograma com a sequência dos procedimentos...35 Figura 3.2 Modelo proposto e softwares utilizados...36 Figura 3.3 Documentos e software da análise dos procedimentos...37 Figura 3.4 Planeamento em Microsoft Office Project...38 Figura 3.5 Definição das actividades e nivel WBS...39 Figura 3.6 Definição da calendarização dos trabalhos...40 Figura 3.7 Folha de cálculo da estimativa das durações...41 Figura 3.8 Definição dos Hiperlink associado a cada actividade...42 Figura 3.9 Método de informação do documento associado a cada actividade...43 Figura 3.10 Método de identificação do documento e hiperlink de cada actividade...44 Figura 3.11 Sistema elaborado em Microsoft Office Project, o planeamento de prazos e análise de procedimentos

8 1. INTRODUÇÃO A Indústria da Construção Civil em Portugal tem uma importância significativa no conjunto da economia nacional. Este sector está cada vez mais dinâmico e competitivo, fomentando um crescimento da concorrência, elevando as exigências aos diversos níveis da construção. A integração de todos estes parâmetros tem de ser alcançada sem o agravamento dos custos e durações e diminuição da qualidade. Com este propósito, é necessário planear a obra e realizar uma análise de possíveis problemas que possam ocorrer em fases avançadas da obra. Este estudo possibilita encontrar soluções que se reflectem na minimização dos custos e no cumprimento do orçamento e prazos definidos. Apesar do estudo se revelar muito moroso e trabalhoso numa fase precose da construção de um empreendimento os seus resultados são de extrema importância no decorrer da obra. Este trabalho tem como principal objectivo a apresentação e descrição de uma metodologia para a análise e previsão de falhas, a FMEA ( Failure Mode and Effects Analysis ), ocorridas durante a construção de um empreendimento, de modo a evitar atrasos nos prazos previstos para a execução de uma obra. Com o objectivo de aplicar este processo ao plano de trabalhos da construção de edificios é necessário elaborar o planeamento, identificando as actividades do projecto e as suas relações de sequencialidade, estimação de durações e a definição dos recursos, quer materiais, quer humanos e de equipamentos recorrendo a elementos, tais como, dados históricos, consulta de especialistas e a elementos apresentados na Informação sobre custos, Fichas de Rendimento pelo LNEC [24]. Em suma os objectivos deste trabalho são: Fazer uma pesquisa bibliográfica e análise dos estudos efectuados nesta área; Conceber um modelo, com base no FMEA, para aplicação na execução da construção de edifícios; Elaborar fichas FMEA e o Caderno de Encargos no âmbito da análise de riscos; Realizar o planeamento das actividades relativas à fase de construção civil em Microsoft Office Project, 7

9 Aplicar o modelo de FMEA, às actividades críticas do planeamento da construção de um edifício. Este trabalho pode ser dividido em 3 capítulos principais: pesquisa bibliográfica, concepção e descrição de um modelo integrado de prazos e análise de procedimentos (FMEA e Caderno de Encargos) e validação do modelo proposto através da elaboração do planeamento da construção de um edifício e respectiva análise do modo das possíveis falhas. O 2º capítulo deste trabalho consistiu na pesquisa bibliográfica de estudos efectuados sobre o planeamento e análise de riscos, demonstrando os conhecimentos até à data. A concepção e descrição do modelo FMEA para a aplicação na construção de um edifício, é o terceiro capítulo. Concebeu-se o modelo de forma a integrar os dados fornecidos pelo planeamento com os dados fornecidos pela análise de procedimentos. Esta análise tem um cariz preventivo e formativo uma vez que serve de apoio à execução das actividades prevenindo possíveis falhas de ocorrerem. No 4º capítulo aplica-se o modelo anteriormente descrito. Nesta fase, elabora-se o planeamento da construção e realiza-se uma análise detalhada de cada actividade crítica e as possíveis falhas que podem ocorrer durante o processo construtivo. 8

10 2. ESTADO DO CONHECIMENTO 2.1 INTRODUÇÃO O FMEA Failure Mode and Effects Analysis, é uma metodologia de análise de risco, que permite avaliar, a partir de um determinado modo de uma possível falha, as respectivas causas e sequência de efeitos, assim como os meios de detecção e prevenção dos modos de falha. Este método pode ser aplicado em vários sectores da indústria em particular no sector da construção de civil. O planeamento na engenharia civil é um processo fundamental para a gestão e execução dos projectos. Aborda diversos temas que abrangem toda a actividade da construção, tais como, os processos de construção, a definição das actividades, a estimação das durações e escolha dos recursos necessários e a identificação das relações de Sequencialidade das actividades. A gestão de projectos é uma área muito complexa da construção civil, pois tende a criar sistemas que simulem a realidade, sendo formulados com suposições e restrições, as mais rigorosas possíveis. O planeamento é a ferramenta essencial para uma boa orçamentação e calendarização dos trabalhos. O plano de trabalhos contém toda a informação necessária para a gestão da obra, as actividades críticas, os recursos utilizados e todos os elementos necessários para o sucesso da gestão de projectos. Devido à importância do planeamento na construção, o Decreto-Lei 59/99 de 2 de Março [9], que rege juridicamente as obras públicas, define no artigo 159º o que se entende por plano de trabalhos e a sua função, O plano de trabalhos, que se destina à fixação da sequência, prazo e ritmo de execução de cada uma das espécies de trabalhos que constituem a empreitada e à especificação dos meios com que o empreiteiro se propõe executá-los, inclui, obrigatoriamente, o correspondente plano de pagamentos. Entende-se por isso que um plano de trabalhos para a construção de um edifício deve propor o ritmo da execução dos trabalhos, garantido uma calendarização de todas as actividades envolvidas no projecto, os recursos necessários à sua execução e os respectivos custos, total e distribuído ao longo de toda a obra, reflectido num cronograma financeiro. A calendarização indica o conjunto de informação para cada actividade referente à data de início, duração, data de conclusão e os recursos necessários. As relações de Sequencialidade estabelecem as restrições entre as diversas actividades e em conjunto com a calendarização, definem o planeamento da construção. A elaboração do planeamento deve ter por base o Mapa de Quantidades de trabalho, elaborado ainda na fase de projecto, revelando de extrema importância o seu desenvolvimento ainda neste nível. 9

11 2.2 FMEA Failure Mode and Effect Analysis A metodologia de Análise do Tipo e Efeito de Falha, conhecida como FMEA (Failure Mode and Effect Analysis), é uma ferramenta que visa, em princípio, evitar, por meio da análise das falhas potenciais, que estas ocorram no projecto e propor acções de melhoria. Este método de gestão de qualidade é essencialmente preventivo, tendo como objectivo melhorar constantemente os processos e produtos das empresas. Em 1949, surge uma das primeiras referências bibliográficas, o procedimento militar US MIL-P intitulado Procedures for Performing a Failure Mode, Effects and Criticality Analisys, criado pelo exército norte-americano para a determinação dos efeitos das falhas de sistemas e equipamentos, e classificação segundo o seu impacto sobre o sucesso da missão, e sobre as condições de segurança referentes ao pessoal e aos equipamentos [27]. Na década de sessenta, o FMEA foi aproveitado pelas indústrias e agências de pesquisa aeroespacial no desenvolvimento do projecto Apollo contudo a referência mais relevante data da década de setenta quando a Ford Motor Company generalizou o seu uso internamente e externamente, de modo a conquistar avanços tanto nas áreas de projecto como de manufactura e através do fomento do seu uso pelas empresas suas fornecedoras respectivamente. Um grupo de trabalho composto por representantes da Chrysler Corporation, da Ford Motor Company e da General Motors Corporation, desenvolveu no final da década de oitenta a norma americana QS 9000 que define o sistema da qualidade exigido por estas três grandes companhias quer a fornecedores internos quer a fornecedores externos de produção e fornecimento de materiais e componentes, tendo por base a FMEA [27]. Na Europa surgiram normas semelhantes à QS 9000 com o mesmo objectivo. Com o intuito de uniformizar os critérios existentes, o IATF (International Automotive Task Force) iniciou, em 1995, o desenvolvimento de um referencial comum, que incluísse os requisitos dos vários fabricantes e que fosse reconhecido por todos. Desta forma, surgiu, em 1999, a Especificação Técnica ISO/TS 16949, a qual foi submetida à ISO, para aprovação e publicação [19]. 10

12 2.2.1 Tipos de FMEA Esta metodologia pode ser aplicada tanto no desenvolvimento do projecto do produto como do processo. As etapas e a maneira de realização da análise é a mesma, a única diferença surge no objectivo. É de referir que, para a definição dos dois tipos de FMEA, considera-se que o projecto define todos os passos correspondentes à concepção de um produto enquanto o processo corresponde à execução/construção do mesmo. Assim as análises FMEA são classificadas em dois tipos [35]: FMEA DE PROJECTO: na qual são consideradas as falhas que poderão ocorrer com o produto dentro das especificações do projecto. O objectivo desta análise é evitar falhas no produto ou no processo decorrentes do projecto. FMEA DE PROCESSO: são consideradas as falhas no planeamento e execução do processo, ou seja, o objectivo desta análise é evitar falhas do processo, tendo como base as não conformidades do produto com as especificações do projecto. Este método, encontra-se amplamente difundido na indústria automóvel, aeroespacial e electrónica e pode também ser usado na construção civil em diferentes fases e a vários níveis da empresa, nomeadamente: durante a fase de concepção e desenvolvimento do projecto (FMEA projecto) para optimizar e melhorar as características do produto ou analisar a concepção de produtos / sistemas inovadores, antes da fase de execução / produção deste, e durante a fase de execução (FMEA processo) tendo em vista a redução de falhas e optimização dos processos [4] Metodologia do FMEA O princípio da metodologia é o mesmo independente do tipo de FMEA e a aplicação, ou seja, se é FMEA de produto, processo ou procedimento e se é aplicado para produtos/processos novos ou já em operação. A análise consiste na identificação do produto/processo em questão, as suas funções, os tipos de falhas que podem ocorrer, os efeitos e as possíveis causas desta falha. Em seguida são avaliados os riscos de cada causa de falha por meio de índices e, com base nesta avaliação, são tomadas as acções necessárias para diminuir estes riscos, diminuindo a probabilidade do produto/processo falhar. Este método tem as seguintes fases de desenvolvimento [6]: 1. Análise e hierarquização do sistema; 2. Selecção do subsistema a analisar; 3. Estudo funcional e selecção de um estado de funcionamento; 4. Identificação de um modo potencial de falha; 11

13 5. Identificação dos efeitos possíveis do modo de falha; 6. Identificação das respectivas causas; 7. Identificação dos métodos de detecção e de prevenção. Análise e hierarquização do sistema Na análise do sistema, deve ser feita a identificação e hierarquização dos diversos subsistemas e/ou componentes do mesmo [20]. É necessário definir os critérios que vão ser utilizados para dividir o sistema para a análise. O sistema pode ser dividido por funções ou em subsistemas, por unidades facilmente substituíveis ou em componentes individuais. A disponibilidade de informação e a experiência de utilização do próprio elemento podem ser consideradas como um critério de decomposição do sistema. Pode não se justificar um grande detalhe de análise num subsistema com uma boa fiabilidade e grande maturidade de utilização e com bons registos na área da manutenção e na área da segurança. Por outro lado, exige-se maior detalhe e um nível de análise mais baixo maior pormenorização para todos os sistemas concebidos recentemente ou para sistemas sem registos na área do funcionamento e manutenção (desconhecimento da fiabilidade do sistema). Análise funcional Nesta fase, deve realizar-se uma lista das funções a desempenhar pelo produto em análise, tendo em conta as exigências e expectativas do cliente e os requisitos regulamentares. Os desempenhos mínimos requeridos tanto no início do funcionamento do sistema como durante as fases de utilização e manutenção devem estar definidos. Pode ser relevante definir nesta fase factores como: intervalo de tempo mínimo entre a ocorrência do modo de falha no sistema e a implementação de uma acção correctiva, procedimentos operacionais durante o funcionamento do sistema, tipo de controlo a realizar durante as fases operacionais, realização de manutenção correctiva e/ou preventiva e procedimentos para realização testes de rotina se estes forem utilizados [6]. Identificação dos modos potenciais de falha Nesta fase realiza-se o levantamento dos chamados modos potenciais de falha. O modo potencial de falha é a forma como a disfuncionalidade se manifesta. Pretende-se entender como pode falhar o produto ou componente ou como pode falhar potencialmente o processo. O bom desenvolvimento desta fase está muito dependente do grau de pormenorização atingido durante as duas fases anteriores: divisão do sistema e análise funcional. A informação básica para se encontrar os modos típicos de falha baseia-se em casos de estudo documentados, experiências ou testes laboratoriais, experiência em campo (prática) e opinião de peritos [20]. 12

14 Efeitos dos modos potenciais de falha Para cada modo potencial de falha, deve listar-se as consequências dos efeitos potenciais negativos, quer no rendimento do componente, quer no rendimento do sistema, quer ainda no grau de descontentamento, que a disfuncionalidade surgida provoca no cliente ou utilizador final, quer em termos de segurança e exigências regulamentares [20]. Causas dos modos potenciais de falha Para cada modo de falha potencial, deve identificar-se e descrever as causas mais prováveis que estiveram na origem do seu aparecimento. Dado que um modo de falha potencial pode ter origem em várias causas, as causas independentes e mais prováveis para cada modo de falha potencial devem ser identificadas e descritas. Deve procurar-se a razão pela qual a exigência ou requisito falha. Métodos de detecção e prevenção É conveniente determinar, para cada modo de falha, a forma como esta é detectada e os meios através dos quais se detecta a ocorrência da falha. A detecção desta pode ser realizada por um dispositivo automático da concepção (ensaio integrado), pelo estabelecimento de um procedimento de verificação especial depois da entrada em funcionamento, ou através das actividades correntes de inspecção. Convém que o método de detecção e prevenção elimine a ocorrência de modos de falha que possam pôr em causa a segurança de pessoas e bens (funcionamento perigoso). É ainda conveniente estudar e listar outros modos de falha que dêem origem a manifestações idênticas às do modo em análise. Formulário do FMEA O funcionamento da análise FMEA consiste num formulário, Tabela 2.1, de aplicação onde se preenche detalhadamente cada coluna, respeitando a ordem de preenchimento indicada no fluxograma. Deve-se ter em mente que a análise FMEA é muito mais do que apenas preencher um formulário, o seu verdadeiro valor está na discussão e reflexão sobre as falhas potenciais do produto/processo e as acções de melhoria propostas. Em seguida mostra-se o fluxograma e o formulário utilizados para a análise FMEA. 13

15 Figura 2.1 Fluxograma de análise do FMEA [6] 14

16 Tabela 2.1 Formulário do FMEA Análise do Tipo e Efeito de Falha FMEA do Processo Nome do Processo Função do processo Falha Potencial Medidas Índices Modo Efeito Causa de contolo O G D RPN Acção Recomendada Medidas Aplicadas Legenda: O Ocorrência G Gravidade D Detecção RPN Risk Priority Number (Número de Risco de Prioridade) 15

17 2.2.3 Avaliação dos Riscos Nesta fase são definidos os índices de Gravidade (Severity S), Ocorrência (O) e Detecção (D) para cada falha, de acordo com critérios. Depois são calculados os coeficientes de prioridade de risco (RPN), por meio do produto dos três índices. Gravidade (S) A gravidade (Severity - S) é uma avaliação do impacto causado pelo efeito do modo de falha sobre o funcionamento do dispositivo que está a ser analisado. Nessa avaliação, deve-se considerar a gravidade do efeito para o produto ou processo. A classificação dos efeitos de gravidade deve ter em consideração inúmeros factores, nomeadamente: efeitos possíveis sobre os utilizadores e sobre o meio envolvente, o desempenho funcional do sistema ou do processo, cumprimento de exigências contratuais impostas pelo cliente e requisitos regulamentares ou de garantia [6]. É atribuída uma classificação de gravidade ao efeito de falha, que constitui o chamado Índice de Gravidade (S). Normalmente é usada uma escala de 1 a 10, em que a classificação de 1 corresponde a uma gravidade imperceptível e a classificação de 10 reflecte a pior possibilidade ao nível de consequências, em que a segurança do utilizador pode estar em risco. Índice Gravidade Tabela 2.2 Índice de Gravidade [21] GRAVIDADE Critério 1 Mínima O cliente mal percebe que a falha ocorreu 2 Ligeira deterioração no desempenho com leve descontentamento do Pequena 3 cliente 4 Deterioração significativa no desempenho de um sistema com 5 Moderada descontentamento do cliente Alta Muito Alta Sistema deixa de funcionar e grande descontentamento do cliente Sistema deixa de funcionar e grande descontentamento do cliente e afecta a segurança Ocorrência (O) Esta variável designa a frequência ou probabilidade de aparecimento de cada modo de falha. Para determinar a probabilidade de aparecimento dos modos de falha, além das informações publicadas sobre as taxas de falha, deve-se obter dados de ensaios da duração da vida do componente, taxas de falhas disponíveis em bases de dados, falhas ocorridas durante a exploração/funcionamento do sistema e falhas em dispositivos semelhantes [6]. 16

18 Uma vez estimada a probabilidade de ocorrência, o FMEA deve indicar o período de tempo para o qual essa estimativa é feita. Normalmente é o período de garantia, ou a duração de vida pré-determinada para este dispositivo ou produto. Geralmente, a cotação vai de 1 a 10, sendo que 1 corresponde a uma probabilidade muito remota da falha acontecer e 10 a uma ocorrência muito frequente da falha [4]. Tabela 2.3 Índice de Ocorrência [6] OCORRÊNCIA Índice Ocorrência Probabilidade 1 Remota 1/ /20000 Pequena 3 1/ / Moderada 1/ /80 7 1/40 Alta 8 1/20 9 1/8 Muito Alta 10 ½ Detecção (D) Este critério mede a probabilidade do procedimento de controlo detectar a causa da falha ou o modo de falha, antes de chegar ao cliente. Este número está classificado de ordem inversa aos restantes números de gravidade e de ocorrência: quanto mais elevado é o número de detecção, menos provável é a detecção. Tabela 2.4 Índice de Detecção [6] DETECÇÃO Índice Detecção Critério 1 2 Muito Grande 3 4 Grande 5 6 Moderada 7 8 Pequena 9 Muito 10 Pequena Certamente será detectado Grande probabilidade de ser detectado Provavelmente será detectado Provavelmente não será detectado Certamente não será detectado 17

19 RPN Risk Priority Number Um dos métodos para a determinação quantitativa do risco consiste no cálculo do Número de Risco de Prioridade (RPN - Risk Priority Number). Este número é o produto dos três factores calculados anteriormente, para cada um dos modos de falha potenciais: RPN = S O D Equação 2.1 Equação de cálculo do Número de Risco de Prioridade Os valores de RPN variam entre o valor máximo 1000 e o mínimo de 1. Para valores de RPN superiores a 100 recomenda-se acção imediata, para valores de ocorrência superiores a 5 e para valores superiores a 1 em simultâneo para os índices de ocorrência e detecção é recomendável actuar. Os valores de RPN mais altos serão tratados, em princípio, prioritariamente mas é necessário fazer uma análise dos valores parciais dos índices. A norma IEC [6] refere como uma boa prática a consideração do par de valores, índice de gravidade (S) e RPN de cada modo de falha, para uma melhor consistência na tomada de decisões. Para índices de gravidade de 9 ou 10 significam que os modos potenciais de falha põem em risco exigências de segurança e, como tal, exigem acções prioritárias. Uma análise do valor do RPN exige assim precauções e um bom julgamento. Com o cálculo e análise do RPN e dos índices parciais obtidos, consegue-se quantificar a amplitude relativa de cada falha e realizar uma ordenação e escalonamento das prioridades das acções a desenvolver para reduzir ou minimizar os efeitos que certas falhas podem originar [21]. Recentemente surgiu uma nova abordagem, em que privilegiam os índices Gravidade (S) e Ocorrência (O). Numa representação gráfica pode-se identificar as seguintes áreas de riscos em função dos índices O e S [7]. 18

20 Ocorrência (O) Gráfico RPN=S*O Risco Reduzido Risco Médio Risco Elevado Risco Elevado Risco Médio Risco Reduzido Severidade (S) Figura 2.2 Áreas de Riscos [7] A fase seguinte é elaborar um plano de resposta ao risco com a implementação de acções correctivas que se podem traduzir em várias formas de acções. Nesta fase, analisam-se todas as acções que podem ser realizadas para diminuir os riscos. Estas medidas podem ser: Medidas de prevenção total ao tipo de falha; Medidas de prevenção total de uma causa de falha; Medidas que dificultam a ocorrência de falhas; Medidas que limitem o efeito do tipo de falha; Medidas que aumentam a probabilidade de detecção do tipo ou da causa de falha. 19

21 2.3 GESTÃO DE PROJECTOS Níveis de planeamento Por norma, considera-se 3 níveis de planeamento [18]: Estratégico, Táctico ou de Coordenação e Operacional. O planeamento estratégico destina-se a definir as estratégias de gestão e as formas de as atingir. É realizado pelos níveis mais elevados da gestão das organizações. Realiza-se numa fase muito inicial do projecto e é relativamente inflexível a curto prazo mas com um elevado grau de incerteza a longo prazo. Fig 2.3 Níveis de planeamento O planeamento táctico ou de coordenação é direccionado para médio prazo e define os objectivos e tarefas ao nível do empreendimento. Este planeamento é elaborado pelos níveis intermédios da gestão das organizações. A este nível está também associada a estimação dos custos correspondentes às fases de estudo prévio ou projecto base, onde já existe mapa de quantidade e materiais. O planeamento operacional destina-se a realizar as tarefas específicas previamente definidas da melhor forma possível, no prazo previsto e com os recursos disponíveis. A este nível está associado o projecto de execução e a construção. Este planeamento é elaborado pelos níveis operacionais (funcionais) da gestão das organizações. Apesar dos diferentes tipos do planeamento serem executados por níveis diferentes da gestão das organizações, as decisões dos níveis mais elevados afectam os níveis menos elevados Fases de Execução de Projectos Entende-se por projecto um conjunto de actividades que se realizam ao longo do tempo de acordo com uma determinada sequência definida por restrições tecnológicas e disponibilidades dos recursos (humanos, materiais ou financeiros), com o objectivo de conseguir um determinado produto ou serviço (...). [34]. É de referir que, considera-se um projecto todas as etapas que se realizam, desde a concepção do produto até à sua construção. Brown Boveri define um projecto como Um trabalho não repetitivo, planificado e realizado de acordo com especificações técnicas determinadas, e com objectivos de custos, investimentos e prazos pré-definidos. Também se define um projecto como um trabalho de volume e 20

22 complexidade consideráveis, que se realiza com a participação de vários departamentos de uma empresa e eventualmente com a colaboração de terceiros.. O projecto pode ser empreendido...no âmbito de uma organização, mais ou menos complexa, mas que comporta interesses (culturais, económicos...) e regras de funcionamento, que nem sempre são perfeitamente concordantes. Por isso, gerir um projecto conduz muitas vezes a gerir conflitos motivados por interesses contraditórios, harmonizando o trabalho de pessoas com diferentes culturas e atitudes.. Podem envolver várias ou apenas uma pessoa e até envolver várias organizações. Os objectivos de um projecto devem ser considerados em três dimensões: a realização de um conjunto de tarefas e obtenção do resultado previsto, realização dessas tarefas dentro de um período de tempo previsto e a manutenção dos custos no limite orçamentado [17]. Pode-se considerar as seguintes fases na execução de um projecto [5]: - Início - Especificação -Concepção - Construção - Implementação - Operação e Revisão Figura 2.4 Ciclo de vida do projecto [5] 21

23 Início O início é a etapa mais importante de qualquer projecto. Se o projecto não começa bem, poucas hipóteses tem de ser bem sucedido. No início tem que se definir os assuntos em geral, os objectivos, tem que se acordar orçamentos e conseguir a aprovação do projecto. É no início do projecto que se estabelecem as suas próprias bases. A forma como é conduzido o início do projecto vai determinar toda a sua evolução. Pode ser também a etapa mais intensa para o Gestor de Projectos. Especificação A especificação é a etapa em que se definem detalhadamente as condições de projecto. É a altura em que o Gestor de Projectos contacta aqueles que usufruem directamente dos resultados do projecto. A equipa de projecto analisa detalhadamente as necessidades dos utilizadores que ficam registadas num documento denominado Especificação de Condições. É neste ponto que o utilizador indica exaustivamente o que pretende, contudo nesta etapa apenas se considera o que se pretende e não como se consegue o resultado pretendido. Concepção É na etapa da concepção que as ideias adquirem forma através de uma metodologia elaborada por especialistas. Depois de conseguidos todos os meios necessários, os peritos técnicos, arquitectos, analistas de sistemas, engenheiros, físicos, descobrem a solução do problema em questão. Esta etapa é como o esboço da seguinte. E pode surgir sob as mais diversas formas: diagramas, uma maqueta, um protótipo ou um relatório detalhado. Tal como na etapa anterior, o desenho é acordado em conjunto com o utilizador de que resulta o desenvolvimento de planos mais detalhados para a etapa seguinte. Construção Finalmente cria-se algo tangível, algo para além de uma ideia. A etapa de construção é o período em que a ideia se transforma numa realidade, nasce o produto final. Implementação É nesta etapa, também referida como instalação, que o produto que foi concebido e construído está quase pronto a funcionar. Apesar de se comprovar que o resultado final corresponde exactamente ao que o utilizador pretende, existe mais um processo de aprovação nesta etapa. 22

24 Operação Nesta etapa elabora-se um relatório final onde se encontram detalhadas as despesas do projecto. Depois de se ter certeza de que o produto funciona, então o projecto está concluído. Planeamento de Projectos A gestão de projectos é uma área relativamente recente, admite-se que teve origem nos EUA no desenvolvimento dos projectos dos submarinos Polaris e com o projecto Apolo [17]. Entende-se por gestão de projecto a metodologia que se aplica a um conjunto de tarefas com início e fim definidos no tempo e cujo objectivo final é obter o melhor resultado possível do trinómio custo-prazo-qualidade respeitando as necessidades das partes envolvidas. Mark Brown citou que... a gestão de projectos é mais lidar com pessoas do que outra coisa... [5], uma vez que um projecto envolve a realização de tarefas executadas por pessoas diferentes que tem que trabalhar em conjunto para alcançar um objectivo comum. Na construção civil, a gestão de projecto considera: A definição de actividades e trabalhos, de acordo com o mapa de quantidades, que garantam a realização do projecto com sucesso; A gestão do tempo, para garantir o cumprimento do prazo previsto; A gestão de custos, para que respeitem o orçamento; A gestão de um departamento que opera um papel funcional (como no caso das vendas, da produção ou da contabilidade), são frequentemente limitados pelo próprio processo, pelas actividades dos outros departamentos ou pelos conflitos e exigências dentro do próprio departamento Definição de actividades e WBS (Work Breakdown Structure) Por actividade entende-se que é uma operação, tarefa ou processo que consome tempo e normalmente recursos. O passo inicial associado a um correcto planeamento, é necessariamente, a definição das actividades e correspondentes inter-relações, respeitando sempre os conceitos referentes a: Exaustividade, Suficiência e Não Redundância. 23

25 O primeiro dos conceitos citados anteriormente visa sobretudo a elaboração de um planeamento coerente, de modo que nenhuma actividade seja deixada de parte, pois face a tal, pode-se estar perante menores durações do empreendimento e eventuais decréscimos de qualidade. Do mesmo modo, tal como não se pode desprezar nenhuma actividade, deve-se ter uma correcta noção da suficiência de actividades, isto é, não deve-se considerar actividades a mais, pois a consequência lógica de tal facto poderá levar a acréscimos de tempo não considerados inicialmente no projecto. Por fim, o conceito de redundância salvaguarda o planeamento da existência de actividades repetidas, pois um trabalho elementar necessário ao desenvolvimento de um empreendimento tem que estar contido apenas numa e só numa actividade, de modo a que não se tenham trabalhos ou actividades repetidas. A codificação de tarefas permite estabelecer um número de identificação ID, que é único no projecto. Importa mencionar que as tarefas podem estar estruturadas em mais que um nível, porque houve a necessidade de subdividir em um conjunto de subtarefas que correspondem aos vários trabalhos em que se compõe a primeira, formando um Organigrama Técnico do Projecto. A WBS é a descrição detalhada de todos os resultados existentes no projecto. [34] Relações de Sequencialidade Uma relação de sequencialidade entre duas quaisquer actividades representa uma restrição de natureza temporal imposta por uma delas em relação à outra. A designada sequencialidade é pois um dos factores com influência na duração total de um empreendimento. Entende-se por actividade precedente uma tarefa que começa ou termina antes de outra [34] e sucessora a actividade que depende do início ou conclusão da anterior [34]. Um projecto é o conjunto de actividades precedentes e sucessoras, caracterizadas por dois instantes, o princípio e o fim. Estas relações podem ser de diversos tipos: de precedência, nas quais se exibe precedência entre actividades; conjunção, quando as actividades tiverem de se realizar em paralelo; ou de disjunção, quando as mesmas não se puderem realizar simultaneamente. Particularizando para as relações de precedência, podem-se definir quatro tipos distintos: 24

26 o Relação Fim-Princípio (FP) onde o início da actividade é condicionado pelo final da actividade antecessora; o Relação Fim-Fim (FF) onde o final da actividade sucessora é condicionado pelo final da actividade antecessora; o Relação Princípio-Princípio (PP) onde o início da actividade sucessora é condicionado pelo início da actividade antecessora; o Relação Princípio-Fim (PF) onde o final da actividade sucessora é condicionado pelo início da actividade antecessora. A selecção das relações de sequencialidade entre actividades depende fundamentalmente do processo construtivo adoptado e dos recursos envolvidos no mesmo, sendo estes a mão-deobra, os materiais e os equipamentos. Contudo, factores sociais, políticos ou mesmo resultantes de eventuais condicionantes do local de implantação podem influenciar a selecção das relações. Particularizando para o planeamento do caso estudo, a escolha das relações de precedência nem sempre foi directa, tendo surgido diversas actividades cujas relações poderiam de algum modo variar. Contudo, a relação predominante é do tipo Fim-Princípio (FP), o que não significa que se dê uma sucessão perfeitamente linear entre as actividades, pois diversas vezes dá-se a ocorrência das mesmas em simultâneo, o que resulta do facto de eventualmente dependerem de uma mesma actividade, em projectos de construção actividades são regularmente executadas em simultâneo com o intuito de reduzir a duração do projecto [2]. Para além da consideração das relações, existe por vezes necessidade de afectar as mesmas de um desfasamento temporal ou lag (restrição temporal entre os instantes relacionados). É de salientar, alguns estudos realizados até à data, que dão grande importância a esta fase do planeamento: a definição de relações de Sequencialidade das actividades. Em 1992, o estudo de Elmaghraby e Kamburowski [10], refere que as interdependências são fundamentais na simulação de projectos reais, assim como Bartusch [3], apesar de neste estudo o autor não se baseia na obtenção de um valor optimizado entre o tempo e o custo do projecto Estimação de Rendimentos A estimação dos rendimentos pode-se realizar de várias formas, tais como, recurso a bases de dados históricos, consulta de especialistas e fichas de rendimentos do LNEC. 25

27 O Laboratório Nacional de Engenharia Civil tem sido uma referência para a construção civil em Portugal na área da estimação de rendimentos e de orçamentação dos processos, pelas publicações e respectivas actualizações que tem facultado. Estas publicações têm sido elaboradas com base no acompanhamento sistemático da execução das operações e dos processos construtivos na construção civil ao longo dos anos. O objectivo deste trabalho é a elaboração de fichas individuais para cada trabalho, onde se apresente quantificado todos os recursos humanos, equipamentos e materiais necessários à execução da operação, assim como, os seus custos. Em 1968, o LNEC publicou a série da Informação sobre custos, IC1 até à IC4, esta última publicada em Novembro de A IC4 é constituída por 820 fichas de actividades de construção, os rendimentos destas fichas forma obtidos através da experiência, da colectânea de registos de trabalhos e por observação directa das operações. Em Julho de 1984, o LNEC publica a IC5, com um total de 1812 fichas de rendimentos e orçamentação de operações de construção, divididas em 16 capítulos, tornando-se mais abrangente, possibilitando um maior rigor na simulação de projectos reais. A última publicação data de 2004, por Manso, A.Costa; Fonseca, M. Santos; Espada, J. Carvalho Informação sobre Custos. Fichas de Rendimentos [24] através do LNEC, onde se identifica em cada ficha, os seguintes elementos: Número da operação; Código da operação constituídos por um máximo de cinco dígitos e em que, os três últimos indicam o artigo e os dois primeiros o capítulo; Unidade de medição; Data codificada de preços simples; Descrição da operação; Quantidade, unidade, descrição e custos unitários e total por diferentes materiais necessários para a realização da unidade da operação de construção; Quantidades, unidades e descrição dos diferentes equipamentos para a realização da unidade de trabalho de construção e respectivos custos unitários e totais; Quantidades, unidades e descrição de mão-de-obra para a realização da unidade de trabalho de construção, com os custos unitários e totais; Incidência dos vários recursos utilizados (materiais, equipamentos e mão-de-obra) no custo directo (em percentagem); Custo directo da operação afectado do coeficiente de eficiência indicado; Custo da operação incluindo percentagem indicada de custos indirectos; 26

28 Custo total da operação ou Valor de Venda, com o valor de lucros e imprevistos indicados. O rendimento (η) associado a cada tarefa é definido tendo em conta os valores estabelecidos nas Fichas de Rendimentos disponibilizadas pelo LNEC. Nas fichas o valor fornecido representa o inverso do rendimento (Ex: Homem*hora/m 2 ), este aspecto é fundamental para o cálculo da duração da actividade Importância do Mapa de Quantidades A determinação das quantidades (Q) correspondentes a cada actividade pode ser realizada com recurso ao Mapa de Quantidades. Este resulta das medições de todos os materiais utilizados nas diversas actividades. A elaboração de um Mapa de Quantidades é um processo complexo, exigente e de extrema importância para a realização de uma obra pois contempla a informação relativa à quantidade, tipo e qualidade do material assim como o local de utilização do mesmo. Este não tem só a função descrita anteriormente, é com base nele que se elabora o Mapa de Orçamento e posteriormente o Mapa de Preços, que inclui os preços unitários. Estes permitem ao Dono de Obra um controlo do trabalho realizado e do que falta realizar bem como dos custos de cada actividade da obra. A realização do Mapa de Quantidades tem que ser estruturada por capítulos de acordo com os processos construtivos utilizados na obra. Desta forma facilita a sua elaboração e o acompanhamento da obra nas suas diversas fases Duração das Actividades A estimação das durações é uma fase determinante para o sucesso de um bom planeamento, uma vez que todo o processo de controlo de prazos depende directamente da duração das actividades. Com o objectivo de melhorar a estimação da duração de actividades, existem vários estudos de investigadores como, Li Cao e Love [24], nesta área. A estimação de durações não depende apenas da quantidade de trabalho a realizar nem do rendimento dos recursos, um dos factores principais é a disponibilidade dos recursos. No planeamento de projectos, considera-se que os recursos são ilimitados, o que nem sempre é o mais correcto. Tendo em conta esta limitação dos recursos, Moussourakis e Haksever [29] criaram um programa que permite limitar os recursos disponíveis e Leu e Yang [22] desenvolveram um modelo de gestão computacional óptimo com multicritérios. 27

29 Existem outros factores que podem influenciar a estimativa da duração, tais como, o volume de trabalho a executar e certas características peculiares da obra. Estes afectam de forma significativa a estimativa, representando a realidade de forma pouco correcta. Mais recentemente, Pedro Rodrigues [8], desenvolveu um modelo informático que permite de forma fácil e acessível, calcular as durações previsíveis médias das actividades que constituem a construção de um edifício. A duração de uma actividade pode ser definida como o intervalo de tempo decorrente entre o início e o fim da mesma. Este parâmetro é função da quantidade de trabalho, dos rendimentos e da dimensão da equipa, podendo a sua determinação ser feita através da relação: D = Q H *η Equação 2.2 Equação do cálculo das Durações D corresponde à duração da actividade em horas; Q diz respeito à quantidade de trabalho a realizar por unidade de trabalho; η Corresponde rendimento na execução da tarefa (ex. m2/homem*hora); H diz respeito ao número de equipas Plano de Trabalhos No Plano de Trabalhos agenda-se cronologicamente todas as tarefas e estabelece-se as respectivas interligações de forma a estruturar o projecto, tendo em atenção o orçamento disponível e o tempo previsto. É de referir que planear é essencialmente uma previsão, a qual pode ser apoiada no cálculo de probabilidade, com o intuito de fazer uma análise de riscos. No decorrer de um planeamento executado para um determinado projecto, é de esperar que nem tudo corra de acordo com o previsto contudo é muito difícil prever o momento e em que circunstância o projecto começa a desviar-se do planeado. Recorre-se a uma aplicação informática, Microsoft Office Project, para gerir uma base de dados onde serão introduzidas todas as informações correspondentes a um projecto (Inputs 28

30 dos modelos). Estas podem resumir-se na identificação das tarefas, identificação das relações de Sequencialidade e na estimativa das durações das tarefas. Os dados fornecidos pela Microsoft Project (Outputs do modelo) são os seguintes: Duração mínima, Localização temporal das tarefas de forma a atingir a duração mínima e Identificação das tarefas que determinam a duração mínima (caminho crítico). Representação Gráfica do Planeamento Na representação gráfica do planeamento pode-se utilizar duas formas: gráficos em rede e gráficos de barras. O PERT é a técnica utilizada para calcular a duração de um projecto quando existem incertezas nas estimativas de duração das actividades individuais. Emprega o CPM [28]. As incertezas referidas podem ser traduzidas nas durações através de três valores: duração optimista, duração provável e duração pessimista. O gráfico em rede foi a primeira forma de representar um planeamento de um projecto. Existem dois métodos de cálculo de durações que se complementam o Program Evaluation and Review Technique (PERT), que foi o primeiro a ser desenvolvido e o Critical Path Method (CPM), ou seja, método do caminho critico, que apareceu posteriormente. Este último serviu de base a estudos de alguns investigadores, tais como, Feng, Liu e Burns [13], [14] e Leu e Yang [22]. Designa-se por caminho crítico, o conjunto das tarefas críticas que incluam o início e o fim, ou seja, as tarefas cujo aumento de duração introduz um aumento igual na duração total do projecto. A representação gráfica do planeamento através de uma rede é constituída por nodos e setas e tem como base a existência de precedências e sequências entre cada tarefa. Existe duas formas de representação de um planeamento em rede [17]: o Actividades nas Setas AOA o Actividades nos Nós AON Apesar de ser possível afirmar que ambas as formas permitem representar o planeamento, a segunda, AON, além de ser mais clara possibilita a utilização de todas as relações de Sequencialidade, enquanto a primeira, AOA, necessita da criação de tarefas fictícias para ultrapassar a limitação de apenas permitir as relações de Sequencialidade do tipo Fim-Princípio (FP). 29

31 A representação da rede pelo método, AON, é relativamente fácil, desde que se considerem todas as precedências e sequências das tarefas. Neste tipo de representação pode ser incluída outras informações, tais como, folgas, caminhos críticos e duração total. O outro método de representação gráfica do planeamento é o gráfico de barras, sendo neste caso o gráfico de Gantt a mais generalizada. O gráfico de barras é um gráfico cartesiano com abcissas e ordenadas. No eixo horizontal do referencial (abcissas) representa-se o tempo, enquanto no eixo vertical (ordenadas) representa-se as actividades. Este gráfico é a maneira de representar projectos muito complexos de uma forma relativamente clara uma vez que a envergadura do mesmo possibilita uma representação totalmente perceptível Importância do Caderno de Encargos O sector das obras públicas é regulamentado pelo Decreto-Lei nº 59/99 [9]. Este decreto abrange todo o processo inerente a uma empreitada, sendo o suporte jurídico para todos os seus intervenientes, estabelecendo o regime do contrato administrativo de empreitada de obras públicas. Para um Dono de Obra público contratar uma empreitada, tem de sujeitar a mesma a concurso. Este processo é constituído por alguns elementos que visam, no seu conjunto, dar a conhecer aos potenciais interessados todos os elementos que integram o processo e estabelecer as regras pelas quais o concurso se rege. De igual modo, visa estabelecer as regras para a execução da empreitada e através do Projecto, que especifica e caracteriza a obra que está a ser levada a concurso. O Dono de obra, para além da publicação do anúncio, deve elaborar um projecto, um caderno de encargos e um programa de concurso, que serão os elementos base do concurso. O caderno de encargos é o elemento onde o Dono de Obra define as obrigações e direitos contratuais entre o próprio e o empreiteiro ao qual foi adjudicado a obra. É um documento de carácter pós-contratual porque apenas tem a ver com a obra e não com o processo de adjudicação. Pode-se dizer que o Caderno de Encargo regulamenta as relações entre o Dono de Obra e o empreiteiro, após celebração do contrato. O Caderno de Encargos contém, ordenado por artigos numerados, as cláusulas jurídicas e técnicas, gerais e especiais, a incluir no contrato a celebrar e deve estar organizado na seguinte forma: Cláusulas Gerais; Cláusulas Especiais; Especificações Técnicas. 30