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APLICAÇÃO DA EAP NAS ETAPAS DE

UM PROJETO DE SIMULAÇÃO A

EVENTOS DISCRETOS EM UMA

FÁBRICA DE LATICÍNIOS

Tabata Fernandes Pereira (UNIFEI)

[email protected]

Rafael de Carvalho Miranda (UNIFEI)

[email protected]

Gabriele Lacerda Santos (UNIFEI)

[email protected]

Jose Arnaldo Barra Montevechi (UNIFEI)

[email protected]

A simulação a eventos discretos é uma ferramenta da pesquisa

operacional, muito utilizada para estudos em diferentes contextos. Esta

consiste em representar o sistema estudado em um modelo de

computador, e com isso realizar inferências, a fim de propor mudanças

para melhorar o sistema real. Para se desenvolver um projeto de

simulação, deve-se seguir um método que possa guiar os analistas

nesta execução, para isso existem na literatura, métodos para a

condução desses projetos. Todavia, estes métodos focam

especificamente nas atividades que devem ser conduzidas no projeto,

não considerando demais fatores que compõem o gerenciamento de um

projeto, como tempo, custos, recursos humanos, entre outros. Dentro

deste contexto, este trabalho possui o objetivo de utilizar a ferramenta

Estrutura Analítica do Projeto - EAP, muito utilizada em

gerenciamento de projetos, para estimar o tempo necessário para a

execução das atividades de um projeto de simulação. Para isto, o

estudo foi conduzido em uma fábrica de laticínios, sendo possível

construir a EAP para este projeto. Ao final do trabalho, pode-se

concluir que a EAP facilitou a visão das atividades do projeto,

podendo ser uma ferramenta de auxílio para a simulação.

Palavras-chave: Simulação a eventos discretos, EAP - Estrutura

Analítica do Projeto, Estudo de caso.

XXXV ENCONTRO NACIONAL DE ENGENHARIA DE PRODUCAO Perspectivas Globais para a Engenharia de Produção Fortaleza, CE, Brasil, 13 a 16 de outubro de 2015.

XXXV ENCONTRO NACIONAL DE ENGENHARIA DE PRODUCAO Perspectivas Globais para a Engenharia de Produção

Fortaleza, CE, Brasil, 13 a 16 de outubro de 2015.

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1. Introdução

Com o passar do tempo, a simulação a eventos discretos está sendo cada vez mais utilizada

(PEREIRA et al., 2014). De acordo com Rutberg et al. (2015), a simulação a eventos

discretos é uma ferramenta de modelagem computacional que replica sistemas complexos,

permitindo que intervenções possam ser estudadas, sem comprometer o mundo real, com

alterações que não se podem conhecer os prováveis efeitos.

Segundo Sturrock (2014) desenvolver um projeto de simulação é muito mais do que apenas

construir um modelo computacional, requer habilidades que vão além de apenas conhecer

uma ferramenta particular. Para Balci (1989), o desafio está em fazê-lo direito.

Segundo Pereira, Montevechi e Miranda (2013) existem algumas sistemáticas presentes na

literatura, que possuem o objetivo de auxiliar os analistas de simulação a conduzirem os

projetos. No entanto, estas sistemáticas apresentam as etapas que devem ser executadas para a

construção de um projeto, não considerando aspectos como tempo, pessoas, custos, escopo,

comunicação, riscos, etc., ou seja, estas metodologias não defendem as características de

gerenciamento dos projetos de simulação.

Dentro deste contexto, a área de gerenciamento de projetos é um campo em pleno

crescimento, que pretende garantir um aprimoramento na qualidade e produtividade dos

projetos executados. Segundo o Guia PMBOK (2013), o gerenciamento de projetos é

composto por dez grandes áreas do conhecimento, que são trabalhadas detalhadamente em

cada projeto, são elas: integração, escopo, tempo, custos, qualidade, recursos humanos,

comunicações, riscos e aquisições.

Dentre estas áreas do conhecimento, o gerenciamento do escopo é considerado uma das mais

importantes, pois é por meio do gerenciamento do escopo que as demais áreas são executadas.

Sendo assim, dentro da abordagem de gerenciamento de escopo, existe a ferramenta EAP

(Estrutura Analítica do Projeto) ou WBS (Work Breakdown Structure), esta ferramenta

constitui a estrutura conceitual na qual se baseia o planejamento e controle do projeto.

Dentro deste contexto, considerando as dificuldades da falta de gestão de projetos em projetos

de simulação, este trabalho faz uso da EAP para estimar o tempo necessário na execução das

atividades de um projeto de simulação em uma fábrica de laticínios.

O trabalho encontra-se dividido em seis seções. A primeira aqui apresentada contextualizou o



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tema desta pesquisa. A seção dois irá apresentar conceitos básicos sobre simulação a eventos

discretos e estrutura analítica do projeto. A terceira seção irá mostrar o método de pesquisa. A

quarta seção irá apresentar a aplicação do método. A seção cinco discutirá os resultados. Por

fim, a última seção concluirá o trabalho.

2. Fundamentação Teórica

2.1 Simulação a eventos discretos

De acordo com Bateman et al. (2013), simulação é um processo de experimentação com um

modelo detalhado de um sistema real, para determinar como o sistema responderá a mudanças

em sua estrutura, ambiente ou condições de contorno.

Um projeto de simulação é desenvolvido a partir de uma sequência de etapas, que devem ser

realizadas, juntamente com a empresa onde o estudo será conduzido. Existem algumas

sistemáticas de simulação, presentes na literatura, que possuem como objetivo auxiliar os

analistas de simulação a elaborarem os projetos, tais como: Mitroff et al. (1974), Banks et al.

(1998), Law (2006), Montevechi et al. (2010), entre outras (PEREIRA, MONTEVECHI e

MIRANDA, 2013).

Para este trabalho será utilizada a sistemática proposta por Montevechi et al. (2010),

apresentada na Figura 1.

Segundo Robinson (2008), um projeto de simulação inicia-se com a fase de concepção, na

qual os pesquisadores devem conhecer o processo a ser simulado, delimitar o sistema, definir

os objetivos da pesquisa, o escopo e o nível de detalhe para o modelo. Ao longo da etapa de

concepção é elaborado o modelo conceitual, que é uma abstração da realidade, realizado

utilizando alguma ferramenta de mapeamento de processo.

Robinson (2008) e Pereira, Montevechi e Friend (2012) constataram em seus trabalhos que a

modelagem conceitual é, provavelmente, a parte mais difícil do processo de desenvolvimento

dos modelos de simulação, e que esta deve estar bem definida para que erros futuros sejam

evitados.

Com a elaboração do modelo conceitual, são determinadas as variáveis de entrada e de saída

do modelo, são coletados os dados necessários à simulação e os tempos dos processos são

ajustados, que serão usados no modelo computacional, a fim de imitar o comportamento

aleatório do fenômeno simulado.



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Figura 1 - Método de condução de pesquisa em simulação

1.1 Objetivos e

definição do sistema

3.4 Conclusões e

recomendações

1.2 Construção do

modelo conceitual

1.3 Validação do

modelo

conceitual

1.5 Modelagem

dos dados de

entrada

2.1 Construção do

modelo

computacional

Validado?

Modelo

conceitual

Modelo

computacional

2.2 Verificação

do modelo

computacional

2.3 Validação do

modelo

computacional

3.1 Definição do

projeto

experimental

3.2 Execução dos

experimentos

3.3 Análise

estatística

Validado?

Verificado?

N

N S

N

CONCEPÇÃO

IMPLEMENTAÇÃO

ANÁLISE

1.4

Documentação do

modelo

conceitualS

Tempo, custo,

porcentagens,

capacidades, etc.

Modelo

operacional

S

Fonte: Montevechi et al. (2010)

Após a realização destas atividades, inicia-se a fase de implementação. Nesta fase, é

construído o modelo computacional, a partir do modelo conceitual (SARGENT, 2010),

utilizando algum software de simulação. Este modelo computacional deve ser verificado e

validado. A verificação consiste em conferir a programação do modelo, analisando a

coerência da lógica empregada, e a validação consiste em garantir que o modelo



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computacional construído represente de maneira fiel o sistema que está sendo simulado

(SARGENT, 2010).

Com a verificação e validação do modelo computacional, os analistas podem realizar

experimentos e simular os cenários. Com isso, são gerados os resultados da simulação, que

após análises dos especialistas, são transformados em recomendações que serão feitas aos

clientes da simulação. Esta fase é chamada de análise. Caso necessário o modelo pode ser

alterado e o ciclo reiniciado (CHWIF e MEDINA, 2010).

2.2 EAP – Estrutura Analítica do Projeto (WBS – Work Breakdown Structure)

A EAP pode ser definida como sendo a subdivisão das principais entregas do projeto e do

trabalho em componentes menores e facilmente gerenciáveis. Pode ser entendida como a

decomposição hierárquica do escopo total do trabalho a ser executado pela equipe do projeto,

a fim de alcançar os objetivos do projeto e criar as entregas requeridas (PMBOK, 2013).

Segundo o ICB (2012), a EAP é o instrumento central da organização e comunicação do

projeto, deve descrever os componentes do trabalho, constituindo a estrutura conceitual na

qual se baseia o planejamento e controle do projeto.

Segundo o PMBOK (2013), o detalhamento da EAP deve chegar até o nível do pacote de

trabalho, nível mais baixo na EAP, é o ponto no qual o custo e o cronograma do trabalho

podem ser estimados de forma confiável. Para Kerzner (2001), a EAP é composta por até três

níveis, ou seja, não se deve detalhar a estrutura em pacotes extremamente pequenos, pois os

custos para o gerenciamento serão grandes.

Segundo Menezes (2003), a elaboração de uma EAP gera benefícios para os envolvidos no

projeto, auxiliando na separação das diversas disciplinas, na detecção de omissões, na

determinação do tempo, para realizá-las e no custeio. Já para o Guia PMBOK (2013), o

principal benefício desse processo é o fornecimento de uma visão estruturada do que deve ser

entregue.

A EAP representa todo produto e trabalho do projeto, inclusive o trabalho de gerenciamento

do mesmo. Todo o trabalho nos níveis mais baixos deve ser associado aos níveis mais altos,

para que nada seja omitido e nenhum trabalho extra seja executado, isso é chamado de regra

dos 100%. (PMBOK, 2013). Uma vez construída a EAP, esta será o ponto de partida para

planejamento e execução do projeto (KERZNER, 2001).

3. Método de pesquisa



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O método de pesquisa utilizado neste trabalho foi o estudo de caso. De acordo com Yin

(2010), o estudo de caso é um estudo de natureza empírica que investiga um determinado

fenômeno, geralmente contemporâneo, dentro de um contexto real, quando as fronteiras entre

o fenômeno e o contexto em que se insere não são claramente definidas.

O estudo de caso seguiu as seguintes etapas:

Revisão da literatura;

Descrição do caso;

Análise dos resultados e conclusões.

O estudo de caso é uma espécie de histórico do fenômeno, extraído de fontes de evidências,

no qual qualquer fato relevante à corrente de eventos que descrevem o fenômeno é um dado

potencial para o método, pois o contexto é importante (MIGUEL, 2010).

Yin (2010) propõe um procedimento para condução do estudo de caso, este foi adaptado para

um único caso, a fim de apresentar a aplicação da EAP em um projeto de simulação (Figura

2).

Figura 2 - Condução do estudo de caso

Fonte: Yin (2010)

4. Desenvolvimento do método de pesquisa

Conforme apresentado na Figura 2, as etapas propostas por Yin (2010) foram seguidas neste

trabalho. A seguir serão descritas todas estas etapas.

4.1 Desenvolver a teoria



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Esta etapa foi elaborada ao início do trabalho, contextualizando os temas simulação a eventos

discretos e dentro do tema gerenciamento de projetos foi contextualizada a EAP, mostrando a

importância da junção destes temas em conjunto para a simulação.

4.2 Selecionar casos

Este trabalho foi conduzido em um laticínio entre os anos de 2013 e 2014. A família de

produtos escolhida para análise compreende os queijos mussarela barra de 4kg, barra de

0,8kg, barra de 0,5kg, rolo de 0,5kg, bola de 10g e bola de 50g (ambas embaladas em pacotes

com 250g). O objetivo da simulação consistiu em avaliar o impacto da variação da oferta de

leite no sistema produtivo.

4.3 Projetar o protocolo da coleta de dados

Os dados foram coletados a partir de uma entrevista direta, conduzida com a analista de

simulação responsável por desenvolver o projeto de simulação. A entrevista se baseou na

sistemática do método de simulação, em que foram sendo repassadas cada uma das atividades

propostas e a analistas entrevistada pode apresentar os tempos gastos.

4.4 Condução dos estudos de caso

A analista que conduziu o trabalho utilizou a sistemática proposta por Montevechi et al.

(2010). Dessa forma, isto possibilitou que a EAP do projeto fosse elaborada a partir desta

estrutura. Como mencionado, a partir da entrevista conduzida junto a analista do projeto, os

dados necessários puderam ser coletados.

A condução do estudo se iniciou pela primeira etapa, “concepção”. Inicialmente a analista

estimou o tempo gasto nesta fase como um todo, sem considerar as atividades que a compõe.

Dessa maneira, conforme a analista, foram demandados 12 meses para a conclusão da etapa

inicial do projeto, desde janeiro de 2013 até dezembro de 2013.

Com isso, a analista pode separar este tempo nas atividades. Conforme o método, as duas

primeiras atividades que o compõe são “Objetivos e definição do sistema” e “Construção do

modelo conceitual”, estas atividades foram realizadas em conjunto, a analista apresentou que

o tempo gasto para a conclusão de ambas as atividades foi de 86 dias, entre os períodos de

janeiro a abril de 2013.

A analista ressaltou que foi uma das atividades mais trabalhosas, visto que o sistema a ser

simulado era muito complexo, sendo assim era necessário conhecer o sistema, bem como suas



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características e limitações, para que o objetivo da simulação pudesse ser estabelecido e com

isso o modelo conceitual pudesse ser construído. E somente com esse período longo de estudo

foi possível realizar ambas as atividades.

O modelo conceitual foi desenvolvido utilizando a técnica IDEF-SIM, conforme Leal,

Almeida e Montevechi (2008) e a técnica IDEF3 (MAYER, 1995).

Tendo construído o modelo conceitual, a analista avançou para a atividade de “Validação do

modelo conceitual”. Foi destacado, pela analista, o período de 11 dias, de 1 de maio a 15 de

maio de 2013, para que a validação deste modelo fosse concluída. Foi apontado pela analista

que poucas alterações foram solicitadas pelo cliente para a validação do modelo conceitual.

A validação foi realizada através da técnica face a face, o modelo conceitual foi apresentado

aos especialistas do processo, que são pessoas da empresa diretamente relacionadas ao

sistema. Desta forma, uma vez que se verificou que o sistema está representado corretamente,

o modelo conceitual foi considerado validado.

A próxima atividade estabelecida na sistemática é a “Documentação do modelo conceitual”.

Para a documentação, foi gasto 1 dia para a conclusão desta tarefa.

Com isso, pode-se seguir para a próxima atividade “Modelagem dos dados de entrada”.

Conforme apresentado pela analista, foram demandados 161 dias para a conclusão desta

atividade, que ocorreu entre o período de 17 de maio de 2013 a 30 de dezembro de 2013. Foi

ressaltado que esta atividade foi a que demandou maior esforço e tempo por parte da analista,

sendo considerada a mais complexa de todas.

Os dados necessários para alimentar o modelo foram coletados, tratados quanto à média,

desvio padrão e erro absoluto, com auxílio o software Minitab®.

Sendo assim, pode-se avançar para a fase de implementação. Nesta etapa a primeira atividade

é a “Construção do modelo computacional”. Para a execução desta etapa, a analista apontou

que foram gastos 53 dias, entre 01 e 14 de março de 2014.

O modelo computacional foi construído no software Anylogic ® e sua descrição consideraram

os seguintes aspectos: locais, entidades, variáveis, funções, eventos independentes,

comunicação com planilha eletrônica externa e suas funções.

Em paralelo a esta atividade, foi conduzida a atividade de “Verificação do modelo

computacional”. Esta tarefa foi concluída juntamente com a atividade de “Construção do



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modelo computacional”, em que a analista foi construindo o modelo computacional, e

realizando sua verificação. Dessa forma, o mesmo período de tempo foi gasto para esta etapa.

Com o modelo computacional construído e verificado, a analista pode seguir para a atividade

“Validação do modelo computacional”.

A validação se tornou uma tarefa fácil, pois os dados necessários para a validação estavam

disponíveis. Sendo gasto apenas 11 dias para a conclusão desta tarefa, entre o período de 16 a

31 de março de 2014. A validação estatística ocorreu por meio do teste 2 Sample t, em que os

dados reais são comprados com os dados simulados.

Desta forma, pode-se avançar para a fase de análise. A atividade da etapa que segue o método

é a “Definição do projeto experimental”, a analista apontou que para a definição do que seria

executado, foram gastos 44 dias para este planejamento, entre o período de 01 de abril a 30 de

maio de 2014, em que foram definidos quais e quantos cenários seriam simulados, quais

variáveis seriam analisadas, entre outros.

Ficaram definidos que seriam simulados 8 cenários, com variações de capacidade mínima e

máxima, entre 1 e 2 tanques, a fim de obter a produção média, para que esta pudesse ser

comparada com a produção real.

Com isso, para a próxima atividade “Execução dos experimentos” foram gastos 21 dias, entre

01 e 30 de junho 2014. Os testes mostraram que o único fator que impacta na quantidade de

peças produzidas é a oferta de leite. Mesmo em situações de alta oferta, considerando a pior

combinação de fatores (capacidade baixa de pasteurização e 1 tanque para coagular), o

sistema possui capacidade para processar todo o leite destinado a essa família de produtos.

A partir da execução dos experimentos, pode-se enfim realizar as duas últimas atividades do

método, “Análises estatísticas” e “Conclusões e recomendações”, em que foram demandados

22 dias, entre 01 e 30 de julho de 2014. Os resultados obtidos com a simulação foram

analisados e levados para o cliente, incluindo a variação dos cenários e das variáveis de

decisão.

A partir desta análise conduzida em cada uma das atividades que compõe o método de

Montevechi et al. (2010), pode-se elaborar a EAP do projeto de simulação desenvolvido na

fábrica de laticínio. A Figura 3 mostra a EAP do projeto. Cabe ressaltar que a EAP

desenvolvida neste trabalho, focou somente na aplicação dos tempos gastos nas atividades da

simulação, não considerando os custos.



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Figura 3 – EAP do projeto de simulação da fábrica de laticínio

A EAP apresentada na Figura 3 tem o objetivo de mostrar a orientação e os tempos gastos em



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cada uma das atividades que compõe um projeto de simulação a eventos discretos. Salienta-se

que cada projeto possui sua especificidade, assim alterações na estrutura serão necessárias.

Para ilustrar como as ferramentas de gerenciamento de projetos são importantes no contexto

da simulação a eventos discretos, foi desenvolvido o gráfico de Gantt deste projeto, para isso

foi utilizado o software MSProject®. O gráfico pode ser observado na Figura 4.

Figura 4 - Gráfico do Gantt do projeto de simulação da fábrica de laticínio

5. Discussão dos resultados

A construção da EAP para este projeto de simulação possibilitou ver claramente como foi a

execução e duração de cada uma das atividades que compõem um projeto de simulação a

eventos discretos.

Pode-se observar que o projeto de simulação deste trabalho teve duração de 412 dias, como

pode ser observado por meio da EAP. Sendo gastos 260 dias na etapa de concepção (63,23%),

64 dias na etapa de implementação (15,53%) e 87 dias na etapa de análise (21,24%).

Com a construção da EAP do projeto, pode-se também construir o gráfico de Gantt para o

projeto. Observou-se pelos resultados que a etapa menos demorada foi a etapa de

implementação, com 64 dias de duração. A analista ressaltou que devido ao programador ser

um especialista no simulador, e devido ao fato de possuir todos os dados necessários para

alimentar o modelo, estes fatos facilitaram a condução desta etapa.

Notou-se que a etapa que demandou maior tempo foi a etapa inicial, concepção. A analista

justificou esse fato, como base no sistema ser muito complexo, e para que se pudesse definir

os objetivos da simulação e construir o modelo conceitual, houve a necessidade de conhecer

especificamente o sistema em estudo.

Salienta-se um fato importante apontado pela analista, a “Validação do modelo

computacional”, esta atividade muitas vezes pode ser difícil de ser concluída, no entanto para

este trabalho, foi uma atividade simples, devido a grande quantidade de dados coletados na

etapa de “Modelagem dos dados de entrada”, isto facilitou para que a validação estatística

baseada nos dados históricos ocorresse.

Por fim, foi observado que em três momentos do desenvolvimento do projeto de simulação

seis atividades foram executadas em paralelo: “Objetivos e definição do sistema” e

“Construção do modelo conceitual”, “Construção do modelo computacional” e “Verificação

do modelo computacional” e “Análise estatística” e “Conclusões e recomendações”. Isso pode

ser observado mais claramente por meio do gráfico de Gantt.

6. Conclusões

Este trabalho apresentou um estudo de caso em um laticínio, onde foi conduzido um projeto

de simulação a eventos discretos, entre os anos de 2013 e 2014. O objetivo da simulação

consistiu em avaliar o impacto da variação da oferta de leite no sistema produtivo.

Ao início do trabalho foram contextualizados os temas simulação a eventos discretos e com



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base na literatura foi mostrado que existem muitos métodos que auxiliam no desenvolvimento

dos projetos de simulação, no entanto, estes não estão preocupados em gerenciar os demais

aspectos como tempo, custo, recursos humanos, entre outros.

Dessa forma, este trabalho propôs a utilização da estrutura analítica (EAP) do projeto na

aplicação das atividades que compõem um projeto de simulação, dessa forma foi realizada

uma contextualização desta ferramenta de gerenciamento de projetos.

Foi utilizado o método estudo de caso, para guiar as diretrizes deste trabalho. O trabalho foi

conduzido em uma empresa de laticínios, onde a analista responsável por executar este

projeto de simulação pode transferir todas as informações necessárias para a construção da

EAP.

Foram explanadas todas as atividades que compõe o método proposto por Montevechi et al.

(2010), dessa maneira foi possível estabelecer os tempos para cada uma destas atividades.

Com a condução deste trabalho, pode-se destacar alguns pontos. Todo o projeto de simulação

teve a duração de 412 dias. A etapa que demandou maior esforço e tempo por parte da

analista de simulação foi a concepção, em destaque paras as atividades de “Objetivos e

definição do sistema” e “Modelagem dos dados de entrada”, sendo que a analista destacou

como foi trabalhoso a conclusão destas etapas.

Com a execução deste trabalho, concluiu-se que a EAP é uma ferramenta que pode ser

utilizada para facilitar o planejamento das atividades que compõem um modelo de simulação,

com isso tem-se uma definição do tempo mais acertada e previsível.

Este trabalho objetivou contribuir com a literatura, a partir da utilização das ferramentas de

gerenciamento de projetos, em projetos de simulação a eventos discretos, a fim de facilitar o

planejamento das atividades e do tempo de execução de cada uma.

Por fim, pode-se obter uma visão de gerenciamento de projeto de um projeto prático de

simulação, por meio da utilização da EAP. Este tema de pesquisa possui grandes

oportunidades de trabalhos na combinação dos assuntos, simulação a eventos discretos e

gerenciamento de projetos.

Como trabalhos futuros, sugere-se que outras áreas do conhecimento do gerenciamento de

projetos, como custos e aquisições, sejam estudadas em projetos de simulação a eventos

discretos.



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Agradecimentos

Os autores agradecem à FAPEMIG, CAPES, CNPq, Honeywell e a fábrica de laticínios pelo

apoio e suporte ao longo dessa pesquisa.

REFERÊNCIAS

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