Palavras-chave: PERT/CPM, Tubos de Concreto Armado, Pré-moldados

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1 APLICAC A O DAS TE CNICAS DE PERT/CPM PARA DETERMINAC A O DO CAMINHO CRÍTICO E TEMPO TOTAL DE PRODUÇÃO DE TUBOS CONCRETO ARMADO EM UMA EMPRESA DE PRÉ-MOLDADOS DE CONCRETO NO MUNICÍPIO DE MARITUBA- PA LUCAS HOLANDA MUNHOZ LOURINHO (UEPA) lucasmunhozlourinho@hotmail.com Felipe Coelho Mesquita (UEPA) mesquita.felipe@hotmail.com Larissa Bezerra Coutinho (UEPA) larissabcoutinho@gmail.com Pedro Henrique Costa Lucas (UEPA) pedro_costha@hotmail.com Iuri Costa Rezende (UEPA) yurycosta@hotmail.com Este artigo se propõe a aplicar as técnicas de PERT/CPM em uma fábrica de Pré-moldados de Concreto, mais especificamente no estudo do processo de produção do produto tubo de concreto armado. Através da análise dos cálculos foi possível a identificação do caminho crítico e peculiaridades das atividades do processo, assim como também foi possível determinar o tempo total de fabricação do produto. Tal análise gera uma base matemática para o planejamento e controle dos processos como um todo, otimizando, assim, a alocação de recursos da empresa e diminuindo custos de produção. Palavras-chave: PERT/CPM, Tubos de Concreto Armado, Pré-moldados

2 Este estudo foi desenvolvido em uma empresa privada de grande porte com sede no muni M P P - K J L colaboradores e a mesma produz uma vasta linha de produtos, dentre eles, postes transmissão concreto armado. A empresa vem se tornando uma - N N il. Devido ao mix de produtos da empresa ser muito grande e variado (varia de blocos e estacas de concreto a postes e estruturas de concreto de até 40 metros de altura), tornou-se difícil escolher um produto como foco de estudo. Porém, após uma visita técnica realizada no chão de fábrica da empresa e conversas com engenheiros da empresa para discussão sobre os processos de produção, optou-se pela escolha do "tubo de concreto armado", já que o mesmo é um produto com alto número de encomendas e seu processo é composto por muitas etapas, manuais e automatizadas, as quais são facilmente afetadas devido a falhas no processo, consequentemente gerando possibilidade de atrasos na produção. S prazo de entrega ao cliente. N P PM produtos. P PM re ubo de concreto armado", onde através dos cálculos possamos identificar o caminho crítico existente no processo e o tempo total de produção, viabilizando, portanto a descoberta e análise de folgas e ociosidade nas atividades de produção da empresa. 2

3 A partir da montagem correta de uma rede 2. Referencial teórico 2.1. Rede PERT/CPM A rede PERT/CPM é um conjunto de técnicas frequentemente utilizado para o planejamento e controle de processos de projetos. O PERT (Program Evolution and Review Technique) e o CPM (Critical Path Method) são originalmente técnicas distintas elaboradas independentemente. A idéia básica dos dois está na identificação do caminho que consome mais tempo, através da rede de atividades como base para o acompanhamento de um projeto. Ambos utilizam flechas e nós para a construção gráfica do projeto. Originalmente, PERT utilizava flechas para representar as atividades, enquanto o CPM utilizava nós para essa representação. Além disso, o PERT fazia uso de três estimativas de tempo: otimista, pessimista e a mais provável, para a realização de uma atividade, enquanto o CPM utilizava uma única estimativa de tempo, a mais provável. Porém após alguns anos essas duas diferenças entre as técnicas não distinguiam mais o PERT do CPM. A rede PERT/CPM deste trabalho será apresentada com atividades representadas por flechas e utilizando uma única estimativa de tempo. Segundo Corrêa, Caon&Gianesi (2001), o PERT/CPM são sistemas de gerenciamento de redes de atividades utilizadas onde o cumprimento de prazos é um critério competitivo importante e onde cada produto demanda grande número de atividades inter-relacionadas em rede. Sua utilização é, portanto, importante, pois que permite estabelecer uma ordem no conjunto de atividades do projeto, de maneira que cada uma delas tenha seu começo e término bem definidos e encadeados com as demais atividades que estarão sendo desenvolvidas em sequência ou em paralelo com a mesma. Tubino (2000) explica que a técnica possibilita termos uma visão de quais atividades são ditas críticas e que possam interferir diretamente no prazo final de término do projeto. No gerenciamento de projetos, os prazos de execução se caracterizam como uma significativa 3

4 restrição. Inúmeras situações e atividades que possuem um certo grau de variabilidade impactam no cumprimento de um cronograma previamente estabelecido. Atrasos podem significar grandes perdas financeiras, por isto é necessário que o planejador tenha disponível ferramentas adequadas para poder qualificar e quantificar os riscos envolvidos. Tubino (2000) acrescenta ainda que uma rede PERT/CPM proporcionará ao planejador uma estimação do tempo total que ele consumirá, além de permitir também a visualização gráfica de todas as atividades envolvidas no processo e a identificação do tempo de folga nas atividades não críticas, possibilitando o melhor gerenciamento de material, que pode ter impacto importante nos custos de produção Construção da rede PERT/CPM A utilização da ferramenta PERT/CPM consiste na aplicação de alguns passos. A princípio, é preciso identificar as atividades a serem executadas no projeto, determinar o tempo de duração de cada atividade e identificar as atividades que dependem de outras para serem H G ; O K F De acordo com Fernandes e Filho (2010), o nível de detalhamento das atividades não deve ultrapassar o necessário para que haja a atribuição de recursos e gestão da atividade. Realizando a correta montagem de uma rede, por meio dos tempos e a distribuição de recursos necessários é possível se atingir a previsão de conclusão do projeto. Na tabela 1, é dado o exemplo de um projeto composto de cinco atividades, identificadas por letras maiúsculas em ordem alfabética. Nesta tabela é possível identificar todas as atividades envolvidas, bem como as listas de predecessores imediatos para cada atividade, ou seja, suas dependências, e suas estimativas de tempo de duração. Tabela 1 - Exemplo de tabela Atividade Dependência Tempo (min) A - 5 B A 10 C A 2 4

5 D B C 12 E D 3 Fonte: Autores do artigo (2014) A partir do momento em que já foram determinadas e organizadas em tabela as relações de dependência e o tempo de cada atividade, a construção da representação gráfica do projeto é iniciada. Tal representação gráfica é denominada de rede. Na rede PERT/CPM os círculos caracterizam eventos, que representam o início ou o término de uma atividade, e as flechas representam as atividades do projeto, entretanto alguns autores utilizam notações diferentes. (CUKIERMAN, 2000) Segundo Tubino (2000), a posição das setas representa o sentido de execução de dada atividade e o nome da atividade deve aparecer em cima da seta e sua duração em baixo. Um exemplo da construção de uma rede pode ser observado na Figura 1, construído com os dados da Tabela 1. Figura 1 Exemplo de uma rede PERT/CPM Fonte: Autores do artigo (2014) 2.3. Cálculo dos tempos de uma rede PERT/CPM Para cada evento calcula-se dois tempos que indicam os limites no tempo que as atividades que partem deste nó dispõem para serem iniciadas, são elas os valores de Cedo e Tarde. Cedo de um evento é o tempo necessário para que o evento seja atingido, considerando-se que não houve atrasos imprevistos nas atividades antecedentes. Tarde de um evento é a data-limite de realização de um evento. Qualquer execução que passar desta data atrasará o projeto planejado. (HIRSCHFELD, 1987) O que não haja atrasos imprevistos nas atividades antecedentes deste evento. Desta 5

6 forma, podemos calcular o Cedo de um evento como o valor máximo entre todos os valores dos tempos de conclusão das atividades que chegam a este evento, calculado, para cada atividade, como o resultado da soma do Cedo do evento inicial desta atividade mais o valor do seu tempo de execução. O Tarde de um evento é a última data de início das atividades que partem deste evento de forma a não atrasar a conclusão do projeto. Desta forma, podemos calcular os Tardes dos eventos como o valor mínimo entre todos os valores dos tempos de início das atividades que partem deste evento, calculado, para cada atividade, como o resultado da subtração do Tarde do evento aonde esta atividade chega menos o valor do seu tempo de execução U INO Segundo Tubino (2006) é possível ainda definir quatro tempos referente às datas de início e término das atividades para cada atividade que compõe um projeto: Primeira Data de Inicio (PDI): é a data mais cedo em que uma atividade pode iniciar, assumindo-se que todas as atividades precedentes também iniciaram nas suas datas mais cedo; Primeira Data de Término (PDT): é a data mais cedo em que uma atividade pode ser concluída, ou seja, é data de término dentro do prazo estimado que iniciou em PDI; Última Data de Início (UDI): é a data mais tarde em que uma atividade pode ser iniciada sem atrasar a data final de conclusão do projeto; Última Data de Término (UDT): é a data mais tarde que uma atividade pode ser concluída sem atrasar a data final de conclusão do projeto. De acordo com Hirschfeld (1987), o Cedo de um Evento é também chamado de Primeira Data de Início (PDI) e seu Tarde é também chamado de Última Data de Término (UDT). Sabendo-se disso, é possível realizar o cálculo das folgas das atividades. Para cada atividade constante podemos definir vários tipos de folgas, neste trabalho daremos atenção à Folga Livre (FL) e à Folga Total (FT). Segundo Tubino (2006), a Folga Livre (FL) é o atraso máximo que uma atividade pode ter sem alterar a data estabelecida como Cedo do seu evento final, ou seja, é a folga disponível a uma atividade sem prejudicar as PDIs programadas de suas sucessoras. E a Folga Total (FT), que é a folga mais importante, pois representa o atraso máximo que uma atividade pode ter sem alterar a data final de sua conclusão. A Folga Total pode ser expressa pela equação abaixo: 6

7 Concluído o cálculo das folgas, pode-se, então, definir o caminho crítico do processo Caminho crítico De acordo com Tubino (2006) com as folgas calculadas podemos definir claramente o caminho crítico do projeto. O caminho crítico é a sequência de atividades que possuem folga total nula (consequentemente, as demais folgas também são nulas) e que determina o tempo total de duração do projeto. As atividades pertencentes ao caminho crítico são as chamadas atividades críticas, visto que as mesmas não podem sofrer atrasos, pois caso tal fato ocorra, o projeto como um todo sofrerá este atraso. (TUBINO, 2006) Tubino (2006) afirma que a identificação do caminho crítico de um projeto é de fundamental importância para gerenciamento do mesmo, pois o PCP pode concentrar seus esforços para que essas atividades tenham prioridade na alocação dos recursos produtivos. Já as atividades não críticas, como possuem folgas permitem certa margem de manobra pelo PCP, porém, se uma delas consumir sua folga total, passará a gerar um novo caminho crítico que merecerá atenção. Existem situações em que toda rede é crítica, e qualquer desvio do planejamento refletirá no prazo de conclusão do projeto. 3. Metodologia A metodologia utilizada neste artigo pode ser dividida nas seguintes etapas: a) Coleta de dados: foi realizada a partir de um material descritivo fornecido pela empresa, seguido de uma visita técnica para conferir os dados previamente informados, onde foi realizado o estudo de tempos das atividades. b) Montagem da rede PERT/CPM: através dos dados coletados, tanto na visita quanto no material fornecido, o processo de fabricação do tubo de concreto armado foi separado por atividades observando a hierarquia de dependência dos componentes e a ordem de fabricação; Após isso, foi montada a tabela descrevendo as atividades e suas dependências, e o tempo de realização de cada uma. 7

8 f) XXXV ENCONTRO NACIONAL DE ENGENHARIA DE PRODUCAO c) Desenho do diagrama de rede: com a tabela pronta com as dependências e o fluxo do processo, é feita a representação gráfica do processo, o diagrama de rede. d) Cálculo dos tempos Cedo e Tarde: os tempos Cedo e Tarde são calculados baseados nos tempos de duração cada atividade. e) Cálculo das folgas e determinação do caminho crítico: depois do cálculo dos tempos das atividades, foi possível calcular as folgas dos mesmos. As atividades com folga igual a zero constituem o caminho crítico. 4. Estudo de Caso Dentre o grupo de produtos que são produzidos na fábrica, o escolhido pelo grupo foi o ubo de concreto armado. Esses tubos são feitos de uma armação de aço e concreto e com auxílio de moldes pode-se determinar as dimensões do mesmo. Para este estudo, foram determinadas as etapas do processo e calculados os tempos de produção para os tubos de diâmetro interno igual a 40 centímetros. O processo de fabricação consiste nos seguintes passos: em rolos de 120 metros de comprimento, chegam do fabricante as armações de aço, que ficam estocadas no pátio, então um colaborador estica o rolo para que o outro funcionário possa dar início ao corte das telas de aço de acordo com as especificações de diâmetro do tubo previamente estabelecidas pelo setor de produção. Em seguida, as telas de aço cortadas, passam pela calandra para adquirir a curvatura e o diâmetro necessários para encaixar no molde. Com a armação já nas dimensões exatas, outro colaborador realiza o processo de ponteamento da estrutura, que consiste em fixar com arame as pontas da armação visando aumentar a resistência e manter o formato da estrutura. Por fim, o funcionário posiciona a armação de aço em uma base previamente untada com óleo, para poder acoplar o molde externo de ferro. Até essa etapa, descrita anteriormente, o processo é inteiramente manual, porém desta fase em diante, o processo é dividido em dois, um processo manual e outro que se dá por meio de máquinas. O molde de ferro é levado para as máquinas de concretagem por três métodos: pá carregadeira (empilhadeira), guindaste hidráulico (guincho) e a girica. A máquina de concretagem recebe o molde, então por meio de esteiras despeja o concreto dentro do molde 8

9 para então, em movimentos circulares, dar forma ao tubo de concreto armado. Outro método de realizar a concretagem, se dá por processo manual. Com o guindaste hidráulico, o colaborador leva o molde até a betoneira, onde manualmente é colocado concreto para que se forme o tubo. O último passo seria o desmolde, que consiste em tirar o tubo da máquina de concretagem e levá-lo para outro colaborador retirar o molde de ferro Construção da rede PERT/CPM De acordo com a ordem das atividades de cada componente fornecido pela empresa, foi possível estabelecer a sequência de rede do processo. A fabricação do tubo de concreto armado se dá por etapas manuais e etapas mecanizadas. Por isso, para construção da rede, primeiramente, foi feito a rede do processo mecanizado e em seguida a rede do processo manual, por fim os dois processos foram unidos na mesma rede PERT/CPM para que pudesse ser definido o caminho crítico de produção. As tabelas 2 e 3 apresentam as atividades dos processos manuais e mecanizados. A tabela 4 apresenta o processo unificado, assim como, suas dependências e tempos de execução. Tabela 2 - Processo Produtivo Máquina Ordem Atividade 1 A Corte do rolo de arame para ferragem 2 B O arame passa pela calandra 3 C Ponteamento 4 D A base é untada 5 E Montagem do molde 6 F Transporte do molde para a máquina A (EMPILHADEIRA) 7 G Transporte do molde para a máquina B (GIRICA) 8 H Máquina A executa o ciclo 9 I Máquina B executa o ciclo 10 J Transporte do tubo concretado para a área de desmolde (EMPILHADEIRA) 11 L Transporte do tubo concretado para a área de desmolde (GIRICA) 12 M Desmolde 13 T Transporte para a área de curagem Fonte: Autores do artigo (2014) 9

10 Tabela 3 - Processo Produtivo Manual Ordem Atividade 1 A Corte do rolo de arame para ferragem 2 B O arame passa pela calandra 3 C Ponteamento 4 D A base é untada 5 E Montagem do molde 6 N Produção do concreto 7 O Transporte para a base giratória 8 P Processo de concretagem na base giratória 9 Q Transporte para a área de desmolde (GUINDASTE HIDRÁULICO) 10 R Desmolde manual 11 S Acabamento 12 T Transporte para a área de curagem Fonte: Autores do artigo (2014) Tabela 4 - Processo Produtivo Unificado Atividade Dependência Tempo (min) A Corte do rolo de arame para ferragem - 30,03 B O arame passa pela calandra A 0,36 C Ponteamento B 1,55 D A base é untada - 0,11 E Montagem do molde C 0,61 F Transporte do molde para a máquina (EMPILHADEIRA) D - E 0,35 G Transporte do molde para a máquina (GIRICA) D - E 0,66 H Máquina A executa o ciclo F 1,5 I Máquina B executa o ciclo G 2,16 J Transporte do tubo concretado para a area de desmolde (EMPILHADEIRA) H 1,05 L transporte do tubo concretado para a area de desmolde (GIRICA) I 1,16 M Desmolde J - L 1,2 N Produção do concreto - 5 O Transporte para a base giratória D - E 1,3 P Processo de concretagem na base giratória N - O 5,28 Q Transporte para a área de desmolde (GUINDASTE HIDRÁULICO) P 1,9 R Desmolde manual Q 0,76 S Acabamento R 3,46 T Transporte para a área de curagem M - S 5,23 10

11 Fonte: Autores do artigo (2014) 4.2. Desenho da rede PERT/CPM Com a separação de cada etapa do processo (Tabela 4) ficou mais fácil para consolidar a rede PERT/CPM. Figura 2 - Rede PERT/CPM do processo de fabricação do tubo de concreto armado Fonte: Autores do Artigo (2014) 4.3. Cálculo dos tempos Cedo e Tarde Após a elaboração da tabela PERT/CPM, a representação gráfica e o tempo total de cada atividade, foram possíveis calcular os tempos Cedo e Tarde de cada atividade do processo (Anexo 1). Através dos cálculos realizados, notou-se que a produção dos primeiros tubos de concreto armado demora em média 51 minutos, porem na produção dos tubos seguintes o tempo cai, devido aos processos iniciais, como o corte da tela de aço e calandragem, serem válidos para os tubos seguintes, ou seja, esses processos são utilizados para produção de, em média, 80 tubos. Portanto, para calcular o tempo de produção do segundo tubo em diante, retira-se o tempo de execução das etapas iniciais, que, de acordo com o Anexo 1 é de 31 minutos, ficando assim, em média, 20 minutos para produzir do segundo tubo em diante. 11

12 4.4. Cálculo das folgas e determinação do caminho crítico A determinação dos tempos Cedo e Tarde é passo fundamental para a determinação do caminho crítico do processo, o qual irá determinar as atividades em que não poderão ocorrer atrasos, sob penalidade de atrasar toda a produção. A tabela abaixo mostra as folgas das atividades. Tabela 5 Tempos de folga das atividades Atividade Folga (min) A 0 B 0 C 0 D 32,44 E 0 F 8,6 G 7,52 H 8,6 I 7,52 J 8,6 L 7,52 M 7,52 N 28,85 O 0 P 0 Q 0 R 0 S 0 T 0 Fonte: Autores do Artigo (2014) Como se pode perceber na Tabela 4, depois de realizados os devidos cálculos para as folgas dos processos se identificou que as etapas: A, B, C, E, O, P, Q, R, S e T, apresentaram folga igual a 0, caracterizando assim essa sequência como o caminho crítico do processo, onde um atraso em qualquer dessas etapas atrasaria os processos seguintes e geraria um aumento do tempo total de produção dos tubos. O Anexo 2, mostra o diagrama da rede com os tempos e o caminho crítico. 12

13 Os outros processos apresentaram folgas consideráveis de até 31 minutos, o que significa que se caso nessas etapas houver algum tipo de atraso, o processo como um todo não será comprometido e o tempo final se manterá inalterado, se o tempo de atraso for menor que o tempo de folga obtido. 5. Conclusão As técnicas da rede PERT/CPM no processo de produção de tubos de concreto armado possibilitou a identificação da interdependência entre as atividades do processo e da folga entre determinadas atividades, a construção do diagrama e, a partir disso, a identificação do caminho crítico do processo. Com a identificação do caminho crítico do processo é possível realizar o gerenciamento dos tempos e custos do mesmo, além de auxiliar na aplicação dos recursos para a melhoria das atividades. A partir da construção da rede PERT/CPM do tubo de concreto armado, foi possível obter o tempo total de produção de 50,48 minutos. Além disso, após a construção da rede, foi possível a identificação das atividades críticas do processo, totalizando 10 atividades críticas em um processo que contém 19 atividades. Isso mostra que 52,63% do processo é composto por atividades críticas. Logo, é possível concluir que a construção de uma rede PERT/CPM é uma importante ferramenta para o gerenciamento de projetos, podendo reduzir o tempo de produção dos produtos, mostrando quais atividades devem ser realizadas, quais não podem ser atrasadas para que a data de entrega do projeto possa ser cumprida. Isso aumenta o controle da empresa sobre suas atividades, e consequentemente aumenta a competitividade da mesma. As técnicas de PERT/CPM, embora não sejam muito adequadas quando os tempos de execução das atividades são muito pequenos, mostrou-se como a alternativa mais viável para que a empresa obtivesse um maior controle acerca do processo produtivo do produto em questão. Embora o tempo encontrado seja relativamente baixo, deve-se ressaltar que a empresa é de grande porte e produz somente grandes lotes de produtos, dessa forma, a produção de um tubo quando avaliada de forma isolada pode não significar um dado relevante, mas em um lote de 80 tubos, por exemplo, que juntos somam um tempo total equivalente a aproximadamente 25 horas de produção, as técnicas de PERT/COM se revelam ser de 13

14 extrema valia. Por fim, vale lembrar que a empresa não produz somente tubos de concreto armado. Assim, é importante que ela estude e controle as atividades e os tempos de fabricação dos seus diferentes produtos, pois conhecendo claramente a gama de atividades é possível realizar o melhor gerenciamento dos recursos disponíveis, principalmente quando se considera aqueles que representam os pontos críticos do processo, consequentemente proporcionando a diminuição do número de atrasos, diminuição de custos e aumento da satisfação do cliente, podendo trabalhar deste modo de forma verdadeiramente competitiva no mercado. REFERÊNCIAS CORRÊA, H. L; CAON, M; GIANESI, I. G. N. Planejamento, Programação e Controle da Produção MRP II/ERP Conceitos, Uso e Implantação. 4. rev. ampl. São Paulo: Atlas, CUKIERMAN, Zigmundo Salomão. O modelo PERT/CPM aplicado a projetos. 7ª ed. Rio de Janeiro: Riechmann & Affonso Ed., FERNANDES, F. C. F; FILHO, M. G. Planejamento e Controle da Produção dos Fundamentos ao Essencial. São Paulo: Atlas, H G W y ; O K F Crashing pert networks: a simulation approach. HIRSCHFELD, Henrique. Planejamento com PERT/CPM e análise do desempenho: método manual e por computadores eletrônicos aplicados a todos os fins, construção civil, marketing etc. 9.ed. ref. e ampl. São Paulo, Atlas, p TUBINO, D. F. Manual Planejamento e Controle da Produção. 2. ed. São Paulo: Atlas, p. TUBINO, Dalvio Ferrari. Manual de Planejamento e Controle da Produção.2.ed reimpr. São Paulo: Atlas, p

15 ANEXOS Anexo 1 Diagrama da rede com os tempos cedo e tarde Fonte: Autores do artigo (2014) Anexo 2 - Diagrama da rede com o caminho critico definido 15

16 Fonte: Autores do artigo (2014) 16