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Ana Carla Reisdorfer
PROPOSTA DE PROCESSO PARA A MODELAGEM BIM 4D
VOLTADA AO PLANEJAMENTO E CONTROLE DE OBRAS
Trabalho de Conclusão de Curso
apresentado ao Departamento de
Engenharia de Produção e Sistemas da
Universidade Federal de Santa
Catarina, como requisito parcial para a
obtenção do título em Engenharia
Civil, habilitação em Produção.
Orientador: Prof. Glauco Garcia M. P.
da Silva, Dr.
Florianópolis
2018
Ficha de identificação da obra elaborada pelo autor
através do Programa de Geração Automática da Biblioteca Universitária
da UFSC.
Reisdorfer, Ana Carla
Proposta de processo para a modelagem BIM 4D
voltada ao planejamento e controle de obras / Ana
Carla Reisdorfer ; orientador, Glauco Garcia
Martins Pereira da Silva, 2018.
100 p.
Trabalho de Conclusão de Curso (graduação) -
Universidade Federal de Santa Catarina, Centro
Tecnológico, Graduação em Engenharia de Produção
Civil, Florianópolis, 2018.
Inclui referências.
1. Engenharia de Produção Civil. 2. BIM 4D. 3.
Planejamento de Obras. 4. Acompanhamento e controle
de Obras. I. Garcia Martins Pereira da Silva,
Glauco . II. Universidade Federal de Santa
Catarina. Graduação em Engenharia de Produção
Civil. III. Título.
Ana Carla Reisdorfer
PROPOSTA DE PROCESSO PARA A MODELAGEM BIM 4D
VOLTADA AO PLANEJAMENTO E CONTROLE DE OBRAS
Este Trabalho de Conclusão de Curso foi julgado adequado e
aprovado, em sua forma final, pelo Curso de Graduação em Engenharia
de Produção Civil da Universidade Federal de Santa Catarina.
Florianópolis, 28 de maio de 2018.
________________________
Prof.ª Marina Bouzon, Dr.ª
Coordenadora dos Cursos de Graduação em Engenharia de Produção
Banca Examinadora:
________________________
Prof. Glauco Garcia M. P. da Silva, Dr.
Orientador
Universidade Federal de Santa Catarina
________________________
Prof. Ricardo Villarroel Dávalos, Dr.
Universidade Federal de Santa Catarina
________________________
Prof. Sérgio Fernando Mayerle, Dr.
Universidade Federal de Santa Catarina
Este trabalho é dedicado à minha amada família, por sempre acreditar na
minha capacidade.
AGRADECIMENTOS
Com o término dessa etapa, gostaria de agradecer a todos que,
direta ou indiretamente, contribuíram para a realização desse trabalho.
Agradeço aos meus pais, Vilmair Ana e Luís Carlos, a quem devo
toda minha gratidão, respeito e amor incondicional. A eles que muitas
vezes renunciaram seus sonhos para que eu pudesse realizar os meus,
partilho a alegria e emoção deste momento.
Ao meu irmão Samuel, por me fazer ser menos crítica comigo
mesma e por todo cuidado e amor, mesmo que disfarçados, dedicados a
mim.
A Universidade Federal de Santa Catarina, por ampliar meus
horizontes e me proporcionar ensino de qualidade.
Ao meu orientador, Profº Glauco, pela confiança em mim
depositada, por seus ensinamentos e sua disponibilidade em me ajudar
nessa etapa tão importante para um acadêmico.
Aos meus colegas da Canteiro AEC, principalmente à Bianca,
pelos incentivos e ensinamentos a mim repassados.
Aos meus amigos, que me acompanharam em todos os momentos
da graduação, por tornarem esses anos de engenharia mais fáceis e
divertidos. Em especial, às minhas amigas Amanda, Ana Paula e
Isabelly, por todo apoio, cumplicidade e companheirismo vividos nesses
anos. Por fim, à Luiza, à Laura e ao Azenir, pelo suporte, paciência e
incentivo, principalmente nessa reta final.
"Tudo é considerado impossível até acontecer”.
(Nelson Mandela)
RESUMO
Na busca de tornar o setor da construção civil mais eficiente e preciso, o
uso da modelagem de informação da construção (BIM) vem ganhando
mais espaço no cenário brasileiro, se destacando também por suas
contribuições nos processos de gestão. Nesse sentido, o presente
trabalho tem por objetivo estruturar o processo de modelagem BIM 4D
de uma empresa do setor de construção civil. Se trata de uma pesquisa-
ação, utilizando-se do planejamento e projetos de uma obra residencial
unifamiliar fornecidos em 2D por uma administradora de obras de
Florianópolis. Com a aplicação do BIM no planejamento e controle da
obra, foi possível estruturar um padrão para a realização desse
procedimento na empresa, visualizar a estratégia de execução da
construção adotada e comparar o previsto com o realizado, através de
parâmetros visuais. Os resultados obtidos mostram que a utilização
dessa tecnologia permite realizar planejamentos mais consistentes e
executar um acompanhamento de obras mais eficiente e rigoroso,
representando uma melhoria na concepção do gerenciamento de obras.
Palavras-chave: BIM, BIM 4D, planejamento, controle.
ABSTRACT
In the search to make the construction sector more efficient and
accurate, the use of building information modeling (BIM) has been
becoming more widespread in the Brazilian scenario, and has also been
notable for its contributions in management processes. In this sense, the
present work aims at the application of BIM 4D in the planning and
control of a residential project, focusing on the analysis and monitoring
of the physical progress and structuring of such processes. This is an
action research, using the planning and projects of a single-family
residential project provided in 2D by an administrator of works in
Florianópolis. With the application of BIM in the planning and control
of the work, it was possible to structure a standard for the
accomplishment of this procedure in the company, to visualize the
strategy of execution of the adopted construction and to compare the
predicted with the accomplished, through visual parameters. The results
show that the use of this technology allows for more consistent planning
and execution and a more efficient and rigorous works monitoring,
representing an improvement in the management of works.
Keywords: BIM, BIM 4D, planning, control.
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 - Esquema representativo dos níveis hierárquicos relacionados ao
alcance do planejamento ....................................................................................33 Figura 2 - Diagrama de rede (a) diagrama de flechas; (b) diagrama de bloco. ..35 Figura 3 – Exemplo de gráfico de Gantt associado à rede PERT/CPM. ............35 Figura 4 - Exemplo de Linha de Balanço. .........................................................36 Figura 5 - Planilha Last planner definida para a semana. ..................................37 Figura 6 - Planilha de Last planner revisada ao final da semana. ......................38 Figura 7 - Evolução do PPC ao longo da obra. ..................................................38 Figura 8 - Ciclo de vida de um Modelo BIM. ....................................................41 Figura 9 - Ilustração de um Modelo 4D. ............................................................43 Figura 10 - Pré-condições e definições para implementar a modelagem BIM 4D.
...........................................................................................................................47 Figura 11 - Definição de Projeto e Processo. .....................................................48 Figura 12 - Fluxograma padrão..........................................................................49 Figura 13 - Classificação da pesquisa científica em Engenharia de Produção. ..51 Figura 14 - Estrutura para condução da pesquisa-ação. .....................................53 Figura 15 - Imagem da residência unifamiliar. ..................................................56 Figura 16 - Sequência de atividades. .................................................................58 Figura 17 - Fluxo Geral Compatibilização. .......................................................63 Figura 18 - Fluxo Geral Orçamento. ..................................................................65 Figura 19 - Fluxo Geral Planejamento. ..............................................................67 Figura 20 - Planejamento Inicial Revisado. .......................................................70 Figura 21 - Timeliner com o cronograma do Modelo. .......................................71 Figura 22 - Set referente à superestrutura do Térreo criado por "Save Search". 73 Figura 23 - Simulação das atividades planejadas para 05/02/2018. ...................75 Figura 24 - Simulação das atividades planejadas para 09/04/2018. ...................75 Figura 25 - Simulação das atividades planejadas para 04/06/2018. ...................76 Figura 26 - Simulação das atividades planejadas para 09/07/2018. ...................76 Figura 27 - Simulação do status real da obra em 18/2/2018. .............................78 Figura 28 - Simulação do status real da obra em 30/05/2018. ...........................78 Figura 29 - Simulação do status real da obra em 13/03/2018 ...........................79 Figura 30 - Simulação do programado da obra em 13/03/2018. ........................79 Figura 31 – Fluxo Geral Modelagem BIM 4D...................................................83 Figura 32 - Fluxo Geral Configuração dos Sets .................................................85 Figura 33 - Fluxo Geral Simulação BIM 4D. ....................................................87 Figura 34 - Fluxo Geral Modelagem 4D para acompanhamento do avanço
físico. .................................................................................................................87 Figura 35 - Planejamento da Obra Completo .....................................................95
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 - Quantidade de projetos coletados .....................................................57
LISTA DE QUADROS
Quadro 1 - Comparativo entre Métodos Tradicionais e o BIM 4D. ...................45 Quadro 2 - Processos e Subprocessos da Empresa X.........................................54
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas
BIM – Building Information Model
CAD – Computer Aided Design
EAP – Estrutura Analítica de Projeto
IBGE – Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística
PCP – Planejamento e Controle da Produção
PIB – Produto Interno Bruto
PPC - Percentual do Planejamento Concluído
LISTA DE SÍMBOLOS
® Marca Registrada
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO ........................................................................ 25
1.1 CONTEXTUALIZAÇÃO.......................................................... 25
1.2 PROBLEMÁTICA E JUSTIFICATIVA ................................... 27
1.3 OBJETIVOS .............................................................................. 28
1.3.1 Objetivo Geral .......................................................................... 28
1.3.2 Objetivos Específicos ............................................................... 28
1.4 ESTRUTURA DO TRABALHO............................................... 28
2 REFERENCIAL TEÓRICO ................................................... 31
2.1 PLANEJAMENTO E CONTROLE DE OBRA ........................ 31
2.1.1 Etapas do Planejamento e Controle da Produção ................. 32
2.1.2 Níveis Hierárquicos do Planejamento e Controle da Produção
33
2.1.3 Técnicas e Conceitos ................................................................ 34
2.1.4 Acompanhamento e Controle ................................................. 36
2.2 MODELAGEM DA INFORMAÇÃO DA CONSTRUÇÃO OU
BUILDING INFORMATION MODELING (BIM) ............................................ 39
2.2.1 Parametrização ........................................................................ 39
2.2.2 Interoperabilidade ................................................................... 40
2.2.3 Dimensões do BIM ................................................................... 41
2.2.4 BIM 4D ..................................................................................... 42
2.3 GERENCIAMENTO DE PROCESSO ...................................... 47
2.3.1 Mapeamento de Processos ....................................................... 48
3 METODOLOGIA .................................................................... 51
3.1 ENQUADRAMENTO METODOLÓGICO .............................. 51
3.2 PROCEDIMENTOS METODOLÓGICOS ............................... 52
3.2.1 Planejamento da pesquisa-ação .............................................. 53
3.2.2 Coleta de dados ........................................................................ 54
3.2.3 Análise dos dados e planejamento da ação ............................ 57
3.2.4 Implementar Ações .................................................................. 57
3.2.5 Avaliar dados e gerar relatórios ............................................. 59
3.3 DELIMITAÇÕES E LIMITAÇÕES ......................................... 59
4 DESENVOLVIMENTO .......................................................... 61
4.1 CONHECIMENTO DOS PROCESSOS ................................... 61
4.1.1 Mapeamento dos Macros Processos ....................................... 62
4.2 PREPARAÇÃO DO MODELO BIM 3D .................................. 62
4.2.1 Modelagem dos projetos .......................................................... 62
4.2.2 Exportação dos projetos .......................................................... 69
4.3 REVISÃO DO PLANEJAMENTO ........................................... 69
4.4 IMPORTAÇÃO DOS ARQUIVOS PELO NAVISWORKS® . 71
4.5 MODELO 4D ............................................................................ 72
4.5.1 Associação dos elementos do modelo com o cronograma ..... 72
4.5.2 Simulação 4D ........................................................................... 74
4.5.3 Simulação 4D para acompanhamento do Avanço Físico ...... 77
4.6 MAPEAMENTO DOS PROCESSOS ENVOLVENDO O BIM
4D.................. .....................................................................................................80
4.7 ANÁLISE DE RESULTADOS ................................................. 81
5 CONCLUSÕES ........................................................................ 89
REFERÊNCIAS ............................................................................................... 91
APÊNDICE A – Planejamento da Obra Revisado............................................ 95
25
1 INTRODUÇÃO
1.1 CONTEXTUALIZAÇÃO
O melhor desempenho do setor da construção civil perante os
últimos anos foi alcançado em 2010, quando foi registrada uma taxa de
crescimento de aproximadamente 13%. Tal resultado foi proveniente de
fatores como queda de taxas de juros, programas de investimentos
públicos em infraestrutura, entre outros. No Gráfico 1, pode-se observar
que nos anos seguintes, em especial em 2014, houve uma desaceleração
das atividades do setor, decorrente do cenário em que o Brasil se
encontra, de medidas adotadas pelo governo e do desaquecimento da
economia mundial, que afetou a economia brasileira e
consequentemente o setor da construção civil (COELHO, 2017).
Gráfico 1 - Variação (%) do PIB Brasil X PIB Construção Civil -2006 a 2016.
Fonte: IBGE – Contas Nacionais Trimestrais. Nova série 2010. Elaboração:
Adaptado de Banco de dados – CBIC (2017).
A retração do PIB (Produto Interno Bruto) nos últimos anos deixa
evidente a crise econômica que assola o Brasil, que acompanhada de um
período de instabilidade político-econômico vem afetando diversos
setores do mercado, incluindo o da construção civil. Os dados
divulgados pelo IBGE (Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística)
revelam um pequeno avanço em comparação com 2015, no entanto,
4,0
6,1 5,1
-0,1
7,5
4,0
1,9 3,0
0,5
-3,8 -3,6
0,3
9,2
4,9
7,0
13,1
8,2
3,2 4,5
-2,1
-6,5 -5,2
-8,0
-6,0
-4,0
-2,0
0,0
2,0
4,0
6,0
8,0
10,0
12,0
14,0
2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016
Variação (%) do PIB Brasil X PIB Construção Civil
2006 a 2016
PIB Brasil PIB Construção Civil
26
renovam o desafio em torno da superação e exigem maiores esforços e
novas medidas para acelerar o crescimento.
Com o mercado da construção civil crescendo de forma lenta e
moderada, a obtenção de ganhos de produtividade tende a ser um dos
meios propícios a serem adotados para promover esse crescimento.
Porém, estudos recentes revelam que a produtividade das empresas do
setor da construção civil é notadamente mais baixa se comparada aos
demais setores da economia. Tem-se que, enquanto a produtividade das
outras indústrias mais que duplica, a da construção civil ainda sofre
algumas quedas (SALGADO, 2015).
Para tornar o setor mais eficiente e preciso, a indústria da
construção civil vem buscando alternativas, e uma das apostas para
elevar a produtividade do setor, reduzir falhas de comunicação e erros
de projeto é a modernização dos métodos e processos. Para tanto, a
utilização da modelagem de informação da construção (do inglês
Building Information Modeling - BIM) tem sido apontada como uma
possível solução.
Com o uso da tecnologia BIM, o projeto de construção é
simulado em um ambiente virtual, e quando concluído possuí geometria
precisa e dados necessários para o planejamento, orçamento e execução
do projeto. Através das diferentes fases de projetos BIM, pode-se extrair
tabelas e planilhas com as quantidades e as propriedades dos elementos
construtivos, as estimativas de custos e o cronograma dos projetos,
permitindo melhor análise, compatibilidade, controle e automatização se
comparado aos métodos de projetos tradicionais (EASTMAN et al.,
2014).
O surgimento da tecnologia BIM trouxe uma nova perspectiva à
indústria da construção. Seu conceito altera a forma de desenvolver
projetos, análises e documentação técnica, além de agregar informações
durante todas as fases do ciclo de vida de uma construção (EASTMAN
et al., 2014).
Essa tecnologia já se consolidou no desenvolvimento de projetos
e nos aplicativos voltados à gestão e controle de obras na Europa,
Estados Unidos e Ásia e, aos poucos, vem ganhando destaque no
cenário nacional. Perante o potencial para a modernização e a
industrialização do setor da Construção Civil, a tecnologia BIM foi
adotada no sistema de obras do Exército Brasileiro e há movimentações
no Governo Brasileiro para padronizar o BIM como modelo único para
editais de obras públicas (BAIA, 2015).
27
1.2 PROBLEMÁTICA E JUSTIFICATIVA
Atualmente o setor da construção civil apresenta uma forte
demanda por inovações tecnológicas. A transição entre a tecnologia
convencional de projetos construtivos e a utilização de modelos que
operam em plataforma BIM, por exemplo, já estão se tornando mais
frequentes e mais estudadas. Uma pesquisa on-line realizada pela
Editora Pini, entre maio e junho de 2013, obteve participação de 588
profissionais da área da construção civil e revelou que 90% dos
participantes pretendiam utilizar o BIM nos próximos anos.
A tecnologia BIM trouxe uma nova perspectiva e possibilidade de
gestão. Apesar de no Brasil não existirem pesquisas abrangentes, sabe-
se que muitos empreendimentos excedem o prazo contratado para
entrega e são concluídos com custos acima do valor previsto. A meta de
entregar obras dentro dos prazos e custos planejados é um desafio para
muitas empresas e profissionais, visto que o tradicional processo de
gestão da construção envolve custos elevados e costuma ser um
processo repetitivo e suscetível a erros, pois requer a compilação e
análise de volumosos dados que muitas vezes não atinge um controle
eficaz. Diante disto, o BIM se destaca como um aliado das empresas
para otimizarem seus processos e elevarem sua competitividade.
Com a construção de um modelo tridimensional e paramétrico de
uma edificação, as informações necessárias para a gestão do edifício em
todas as suas etapas podem ser integradas em uma vasta e consistente
base de dados (EASTMAN et al., 2014). Assim, ao fazer uso do BIM,
eleva-se a precisão, a confiabilidade e é possível direcionar os esforços e
experiência dos profissionais em tarefas que agregam mais valor ao
projeto como um todo. No entanto, a implementação do BIM em uma
empresa requer processos estruturados para que a integração total seja
válida.
Com isso, o desenvolvimento deste trabalho justifica-se pela a
maneira como o BIM pode contribuir na melhoria dos processos de
gestão da construção civil e pela importância e necessidade do
mapeamento e padronização nos processos, para que haja integração e a
funcionalidade da tecnologia.
Neste contexto, a partir das informações coletadas nas empresas
estudadas, observou-se a oportunidade de realizar um estudo através da
aplicação da simulação BIM 4D, em que o projeto 3D é associado ao
cronograma, no planejamento e controle de uma obra, voltada para a
análise e monitoramento do avanço físico e na estruturação de tal
processo assistido pela tecnologia BIM. Sendo assim, esse trabalho foi
28
desenvolvido em duas empresas parceiras de Florianópolis, em Santa
Catarina. Uma delas é voltada para administração de obras e não utiliza
a tecnologia BIM, e a outra é focada em compatibilização, planejamento
e orçamento de obras e possui os processos de modelagem 3D bem
estruturados, porém com uma lacuna na padronização dos processos de
simulação 4D.
1.3 OBJETIVOS
Os objetivos deste trabalho dividem-se em objetivo geral e
objetivos específicos. O primeiro trata de forma ampla do assunto a ser
abordado, e o segundo aponta algumas abordagens específicas que serão
expostas ao longo deste trabalho.
1.3.1 Objetivo Geral
Este trabalho tem por objetivo principal estruturar o processo de
modelagem BIM 4D de uma empresa do setor de construção civil.
1.3.2 Objetivos Específicos
Os principais objetivos específicos desta monografia são:
1. Desenvolver o fluxo do processo de modelagem BIM 4D
através de fluxogramas;
2. Aplicar a modelagem BIM 4D ao planejamento e
controle uma obra;
3. Analisar os resultados da aplicação da modelagem BIM
4D através de entrevistas com os envolvidos.
1.4 ESTRUTURA DO TRABALHO
A estrutura do trabalho foi dividida em cinco capítulos, seguindo
a seguinte forma: i) Introdução, ii) Referencial Teórico, iii)
Metodologia, iv) Desenvolvimento e v)Conclusões.
O primeiro capítulo apresenta a contextualização do trabalho, a
motivação da pesquisa e os objetivos a serem alcançados.
No Capítulo 2, é descrito o Referencial Teórico do trabalho, que
apresenta os conceitos relacionados ao tema de estudo, de forma a
embasar futuras análises. São apresentados conceitos e práticas
relacionados à BIM, planejamento e controle de obras, bem como
gerenciamento de processos.
29
O terceiro capítulo introduz a metodologia científica aplicada
nessa pesquisa. É apresentado o enquadramento metodológico do
estudo, definindo a natureza, os objetivos e a abordagem conceitual.
Também são expostos os dados coletados, o sequenciamento das
atividades realizadas e, por fim, as limitações e delimitações da
pesquisa.
O quarto capítulo aborda a realização dos mapeamentos de
processos, o desenvolvimento do projeto e sua utilização no
planejamento e controle de obras, junto com imagens retiradas do
software e por último a análise dos resultados apresentados.
No quinto capítulo discorre-se sobre as conclusões obtidas na
pesquisa e apresentam-se sugestões para trabalhos futuros.
30
31
2 REFERENCIAL TEÓRICO
Neste capítulo será apresentado o suporte teórico do presente
trabalho. Inicia-se por uma revisão bibliográfica sobre planejamento e
controle de obra, suas etapas e técnicas utilizadas, e passa-se para a
apresentação dos conceitos BIM e BIM 4D, evidenciando as vantagens e
os desafios de sua aplicação. Por último, a fim de garantir a otimização
dos processos, serão apresentadas informações conceituais sobre
gerenciamento e mapeamento de processo.
2.1 PLANEJAMENTO E CONTROLE DE OBRA
O planejamento na construção é um processo fundamental para a
gestão e execução dos projetos. Um bom projeto necessita de uma
correta definição de objetivos e de uma apropriada organização da fase
de execução, que se tornará mais fácil se bem planejada nas fases
iniciais. Pode-se dizer que, somente um projeto bem planejado é capaz
de prevenir inconvenientes durante a fase de execução (SALGADO,
2015).
Formoso (1991) define planejamento como um processo de
tomada de decisão, englobando metas e procedimentos necessários para
alcançá-las, que se torna efetivo quando assistido de um controle. Para
Mattos (2010) o planejamento da obra é um dos principais aspectos do
gerenciamento, que envolve o orçamento, compras, gestão de pessoas,
comunicações etc. Ainda segundo esse autor, ao planejar, o gerente
atribui à obra uma ferramenta importante para priorizar suas ações,
acompanhar o andamento dos serviços, comparar o estágio da obra com
a linha de base referencial e tomar providências em tempo hábil quando
algum desvio é detectado.
O planejamento de um empreendimento envolve diversos fatores,
como a gestão de pessoas, compras, orçamento etc. Isso o torna uma das
mais importantes ferramentas disponíveis ao gestor do empreendimento.
Mattos (2010) listou no livro Planejamento e Controle de Obras os
principais benefícios que o planejamento traz, sendo eles:
Conhecimento pleno da obra;
Detecção de situações desfavoráveis;
Agilidade de decisões;
Relação com o orçamento;
Otimização da alocação de recursos;
Referência para acompanhamento;
32
Padronização;
Referência para metas;
Documentação e rastreabilidade;
Criação de dados históricos;
Profissionalismo.
2.1.1 Etapas do Planejamento e Controle da Produção
O planejamento e controle da produção (PCP) pode ser dividido
em duas dimensões básicas: horizontal e vertical. Na primeira são
definidas as etapas pelas quais o processo de planejamento e controle é
realizado, e na segunda, essas etapas são vinculadas a diferentes níveis
gerenciais (TUCKER, 1987).
Do ponto de vista das etapas de realização do PCP, segundo
Formoso (2001), tem-se:
1) Preparação do processo de planejamento: são
definidos os procedimentos e padrões para a execução do
planejamento, os níveis hierárquicos e os níveis de
detalhe, as pessoas responsáveis e as técnicas e
ferramentas a serem utilizadas;
2) Coleta de Informações: ocorre a coleta de informações
necessárias para a realização do planejamento. Também
se define a periodicidade em que são geradas
informações sobre a produção pelos diferentes setores da
empresa e pelos demais envolvidos nos processos;
3) Elaboração dos planos: neste momento prepara-se o
plano da obra, por meio da técnica escolhida pela
empresa;
4) Difusão das informações: as informações sobre os
planos são disseminadas entre os interessados, com
informações específicas. Aqui se deve definir a
adequação de informação para cada usuário, a
periodicidade da difusão e seu formato;
5) Avaliação do processo de planejamento: são
analisadas as decisões estabelecidas durante a preparação
do processo de planejamento e controle da produção,
para que a empresa possa melhorá-lo em obras futuras
ou, ainda, no mesmo empreendimento. Para isso, usam-
se indicadores de desempenho e define-se a
33
periodicidade das avaliações para detectar falhas e
corrigi-las.
A primeira e a última fase do ciclo ocorrem em períodos
específicos, enquanto há um ciclo contínuo entre as demais etapas
intermediárias do processo, durante toda a etapa de produção
(MOREIRA; BERNARDES, 2013).
2.1.2 Níveis Hierárquicos do Planejamento e Controle da
Produção
Devido à complexidade de empreendimentos da construção e da
variabilidade de seus processos, divide-se o planejamento e controle da
produção em níveis hierárquicos (FORMOSO, 2001). Também
chamados de níveis gerenciais, os níveis hierárquicos podem ser
divididos em: estratégico, tático e operacional (TUCKER, 1987).
A Figura 1 apresenta um esquema representativo dos níveis
hierárquicos do planejamento e dos planos atrelados a cada um deles.
Figura 1 - Esquema representativo dos níveis hierárquicos relacionados ao
alcance do planejamento
Fonte: Autora (2018).
O nível estratégico refere-se à definição dos objetivos do
empreendimento, a partir do perfil do cliente, definindo as metas e o
escopo do empreendimento (BERNARDES; MOREIRA, 2001). Este
nível abrange o Plano de Longo Prazo, também conhecido como plano
mestre, sendo o mais geral e duradouro.
No nível tático são definidas as restrições e os meios para a
realização dos serviços e, consequentemente, para atingir os objetivos.
34
Este nível refere-se à identificação dos recursos e à estruturação do
trabalho, com a sequência de execução (BERNARDES; MOREIRA,
2001). Aqui, enquadra-se o Planejamento de Médio Prazo, onde se tem
os recursos e as datas de início e término das principais etapas do
empreendimento são definidas.
O nível operacional refere-se à definição detalhada das atividades
a serem realizadas, seus recursos e momento de execução. Associado a
esse nível tem-se o Planejamento de Curto Prazo, sendo o mais
detalhado de todos. Neste plano, as atividades programadas no médio
prazo são fracionadas em pacotes menores, chamadas de tarefas
(FORMOSO, 2001).
2.1.3 Técnicas e Conceitos
As técnicas de planejamento e controle de produção na
construção civil foram desenvolvidas, em sua maioria, por demandas
existentes, a partir dos princípios básicos da administração da produção
e da construção enxuta (lean construction). No entanto, a eficácia do
sistema de planejamento e controle da produção não é garantida pela
aplicação das técnicas, mas sim pelo processo envolvendo a geração dos
planos (MOREIRA; BERNARDES, 2013).
Todavia, vê-se a importância de apresentar as técnicas e
ferramentas tradicionais de planejamento, dentre elas o diagrama de
rede, o gráfico de Gantt e a linha de balanço.
O diagrama de rede, segundo Mattos (2010), apresenta
graficamente as atividades e as relações de dependências entre elas. O
conjunto de atividades é descrito de forma lógica, indicando uma ideia
de fluxo, conforme mostra a Figura 2 a seguir. O autor explica que o
diagrama de rede permite a visualização clara do inter-relacionamento
entre as atividades e serve de matriz para o cálculo do caminho crítico e
das folgas pela técnica PERT/CPM.
O gráfico de Gantt consiste em um gráfico de barras, com o eixo
vertical representando as atividades do cronograma e o eixo horizontal
representando a unidade tempo, sendo as durações das atividades
exibidas como barras horizontais posicionadas de acordo com suas datas
(MOREIRA; BERNARDES, 2013). Conforme se pode notar na Figura
3, essa ferramenta possui fácil interpretação e construção, e quando
associado à rede PERT/CPM permite a visualização da ligação entre as
atividades, as folgas e o caminho crítico, tornando-o uma importante
ferramenta para compreensão e controle do projeto (MATTOS, 2010).
35
Figura 2 - Diagrama de rede (a) diagrama de flechas; (b) diagrama de bloco.
Fonte: Mattos (2010).
Figura 3 – Exemplo de gráfico de Gantt associado à rede PERT/CPM.
Fonte: Mattos (2010).
A linha de balanço, mostrada na Figura 4, foi desenvolvida para
projetos em que determinados serviços são repetitivos, representando
graficamente o ritmo de produção de uma atividade (MATTOS, 2010).
Esta técnica se destaca por apresentar em um único gráfico o serviço que
36
será executado, quem deverá executá-lo, onde será realizado e quando
será executado (MOREIRA; BERNARDES, 2013).
Figura 4 - Exemplo de Linha de Balanço.
Fonte: Mattos (2010).
2.1.4 Acompanhamento e Controle
Segundo Mattos (2010), o planejamento de uma obra não acaba
na preparação do cronograma inicial. É necessário que o avanço físico
das atividades seja monitorado e que seja verificado se há variações
entre o que foi previsto e o que está sendo realizado.
Ainda de acordo com Mattos (2010), o acompanhamento deve
seguir as três etapas sucessivas descritas a seguir:
1) Aferição do progresso das atividades: confere-se o
progresso das atividades no campo para posterior
comparação com o que foi planejado para aquele período;
2) Atualização do planejamento: compara-se os dados de
campo com o planejamento referencial (previsto versus
realizado). Atualiza-se o cronograma, se necessário,
recalculando de acordo com o que falta ser feito;
3) Interpretação do desempenho: Deve-se fazer uma
avaliação crítica da tendência de atraso ou adiantamento da
obra. Analisa-se as causas de desvios do cronograma e
averígua-se se as discordâncias ocorreram por motivos
pontuais ou se representam uma tendência.
Dentre as principais ferramentas aplicáveis ao acompanhamento e
controle da produção na construção civil, na visão de Isatto et al (2000),
37
pode-se citar o diagrama de processo, que objetiva demonstrar o fluxo
de materiais e componentes no decorrer da produção, os cartões de
produção, que determinam a produção de operários ou equipes durante
um intervalo de tempo pré-determinado e o Last planner, que é uma
ferramenta de inserção da construção enxuta no planejamento e controle,
que será mais bem detalhada a seguir.
O Last planner é uma planilha simples que se destina ao
planejamento e controle da produção no nível operacional. Essa
planilha, conforme mostra a Figura 5, usualmente apresenta informações
sobre o que deverá ser executado (tarefas), quem é responsável pela
execução, quando estas atividades deverão ser feitas, o porquê da
execução e a avaliação da realização das mesmas (Isatto et al., 2000).
Figura 5 - Planilha Last planner definida para a semana.
Fonte: Isatto et al. (2000).
Com foco na execução da obra conforme o prazo e sequência
planejados, o Last planner permite aumentar a confiabilidade da
produção, proporcionando maior visibilidade e auxiliando na previsão
de eventuais problemas relacionados à mão de obra e falta de matérias,
por exemplo. Para a utilização apropriada dessa ferramenta, se faz
necessário sequenciar e definir adequadamente as tarefas a serem
executadas, dimensionar as equipes corretamente, assim como garantir
que os recursos necessários para a execução das tarefas estejam
disponíveis (Isatto et al., 2000).
Como forma de conferência de um planejamento, inclusive de
uma planilha Last planner, pode-se utilizar o índice de PPC - Percentual
do Planejamento Concluído. O PPC tem por objetivo o cálculo do
percentual de tarefas executadas na semana ou quinzena em relação ao
total de tarefas programadas para aquele período. É um indicador que
38
exprime a eficácia e o grau de precisão do planejamento (MATTOS,
2010).
A Figura 6 ilustra a planilha Last planner preenchida após o
período programado, onde foram registradas as tarefas realizadas ou
não, assim como os problemas enfrentados. A partir disso, pode-se
analisar o PPC e as causas que levaram aos desvios observados.
Também é possível elaborar gráficos com a evolução do PPC, conforme
Figura 7, que servem de guia para o responsável da obra (MATTOS,
2010).
Figura 6 - Planilha de Last planner revisada ao final da semana.
Fonte: Isatto et al. (2000).
Figura 7 - Evolução do PPC ao longo da obra.
Fonte: Mattos (2010).
39
2.2 MODELAGEM DA INFORMAÇÃO DA CONSTRUÇÃO OU
BUILDING INFORMATION MODELING (BIM)
A autoria do conceito Building Information Modeling (BIM) ou
Modelagem da Informação da Construção é concedida ao professor C.
M. Eastman, do Instituto de Tecnologia da Geórgia. O termo surgiu pela
Autodesk em meados dos anos de 1970 e foi popularizado por Jerry
Laiserin como uma representação digital do processo de construção para
facilitar a troca de informação em formato digital (BAIA, 2015).
A Modelagem da Informação da Construção foi vista por alguns
como a solução que resultou da evolução de um longo período de
representação gráfica de edifícios. O modelo digital, se concebido de
maneira correta, compreende informações úteis facilmente extraídas em
todo o ciclo de vida do projeto, desde a concepção até a construção e
finalmente a demolição, de uma maneira interoperável e reutilizável
(EADIE; ODEYINKA HENRY, MIKE BROWNE; YOHANIS, 2013).
Eastman et al. (2014) definem BIM como uma tecnologia de
modelagem e um conjunto de processos associados para produzir,
comunicar e analisar modelos de edifícios. Complementam, ainda, que
se implementado adequadamente, o BIM possibilita um processo de
projeto e construção mais integrado que resulta em edifícios de melhor
qualidade com menor custo e, ainda, com redução da duração do
projeto. Para os autores, BIM não é apenas um conjunto de softwares, é
uma atividade humana que implica em uma nova forma de projetar,
construir e gerenciar.
Para Baia (2015), o BIM é o processo que engloba a parte de
produção, uso e atualização de um modelo de informações de um
edifício durante seu ciclo de vida. Além das formas e geometria, o
modelo contém diversas informações como desenvolvimento do projeto,
simulações, orçamentação, planejamento, controle, demolição, registros
e outros.
A grande diferenciação do sistema BIM perante os sistemas
tradicionais é dada principalmente pelas suas características de
modelagem paramétrica e interoperabilidade (EASTMAN et al., 2014).
2.2.1 Parametrização
A modelagem paramétrica por objeto define parâmetros e regras
que possibilitam determinar a geometria e outros aspectos não
geométricos. Os parâmetros e as regras permitem que o objeto se adapte
de acordo com o contexto em que é inserido. Devido a isso, a
40
representação de objetos com modelagem de geometria complexa pode
se tornar viável e as empresas têm a alternativa de criar suas próprias
bibliotecas, com seus próprios objetos. (EASTMAN et al., 2014).
Através desse conceito, ao invés de se projetar um elemento,
define-se uma família de modelos ou classe de elementos, que são
caracterizadas como um conjunto de relações e regras para controlar os
parâmetros, os quais geram as particularidades dos elementos que
consequentemente, poderão variar dependendo seu contexto
(EASTMAN et al., 2014).
Na modelagem em BIM, os elementos e seus componentes já
modelados podem ser alterados e atualizados instantaneamente em todo
o projeto. Isso é possível devido à capacidade de parametrização contida
nos programas gráficos e pelo fato dos elementos construtivos serem
paramétricos, interconectados e integrados. Desse modo, os conflitos
entre os elementos são reduzidos, as revisões tornam-se mais fáceis e
eleva-se a produtividade (COELHO, 2017).
2.2.2 Interoperabilidade
O projeto e a construção de uma edificação, normalmente, são
divididos em especialidades, podendo ter diferentes ferramentas
computacionais e diferentes equipes. A interoperabilidade representa a
necessidade da integração e do compartilhamento de dados entre as
diferentes ferramentas utilizadas, possibilitando que múltiplos tipos de
especialistas e ferramentas contribuam para o mesmo projeto. Isso
facilita o fluxo de trabalho e elimina a necessidade de replicar dados que
já foram gerados (EASTMAN et al., 2014).
Para que a integração dos dados seja possível, é necessário que os
mesmos tenham o mesmo formato de troca, ou seja, sigam uma
linguagem padrão. Um dos principais formatos é o Industry Foundation Classes (IFC), que é um modelo de dados público, aberto e bem
desenvolvido para construções e arquitetura. Segundo Manzione (2013),
o IFC é como um modelo de dados de tradução, que se restringe apenas
à padronização das informações compartilhadas.
O Comitê de Obras Públicas do Governo de Santa Catarina, no
Caderno de Apresentação de Projetos em BIM, afirma que o IFC pode
ser usado no compartilhamento de dados entre ferramentas BIM de
diferentes desenvolvedores de softwares. Como possui um formato
aberto, o IFC é neutro e independente, ou seja, não pertence a nenhum
dos desenvolvedores de software.
41
2.2.3 Dimensões do BIM
O BIM possui diversas camadas de informações, conhecidas
como dimensões. Campestrini et al. (2015) afirmam que “quanto mais
dimensões tiver o modelo, maiores serão os tipos de informações
possíveis de serem modeladas a partir deles, tornando as tomadas de
decisão mais complexas e acertadas”. O ciclo de vida de um modelo
BIM e suas dimensões são apresentados na Figura 8.
Figura 8 - Ciclo de vida de um Modelo BIM.
Fonte: Adaptado de Manzione (2015).
O BIM 3D, segundo Campestrini et al. (2015), é um modelo
computacional que adiciona a dimensão espacial e possui as
informações dos elementos do projeto. Nesta dimensão, estarão as
informações sobre a compatibilização espacial do projeto, as
especificações de materiais e seus quantitativos, geração de pranchas 2D
automáticas e passeios virtuais. Além disso, o BIM 3D se relaciona com
a modelagem paramétrica, onde os componentes podem ser modificados
automaticamente em geometrias que estão associados. Na Figura 8, o
BIM 3D engloba desde a modelagem conceitual até a documentação do
projeto.
Associando as informações do BIM 3D com o cronograma da
obra, tem-se o BIM 4D, que permite a visualização do sequenciamento
da execução. Tal característica permite que os erros possam ser
42
identificados antecipadamente e que sejam ensaiadas as possíveis
sequências de execução para auxiliar na tomada de decisão. Além disso,
podem-se atrelar ao modelo virtual ferramentas clássicas de
planejamento para o planejamento em si da construção e para seu
acompanhamento (BAIA, 2015). Na Figura 8 o BIM 4D engloba desde
o planejamento da construção até sua execução.
O BIM 5D adiciona, além da dimensão tempo, a dimensão custo
ao modelo, trazendo aumento de precisão durante a construção,
reduzindo desperdício de tempo, materiais e de retrabalho. A criação
desse modelo permite determinar quanto cada etapa da obra vai custar e
a alocação de recursos em cada projeto e seu impacto no orçamento.
Eastman et al., (2014) ressaltam que a importância do orçamentista não
se torna menos relevante com o modelo, o qual deve servir de suporte no
levantamento de quantitativos e ser conectado a algum software de
orçamentação ou os quantitativos da edificação devem ser exportados
para um software de orçamentação. Na Figura 8 tem-se relacionado ao
BIM 5D desde o planejamento da construção até sua execução.
O modelo 6D refere-se à Operação e Manutenção de edifícios.
São atribuídas no modelo informações sobre a validade dos materiais, os
ciclos de manutenção. Daqui, poderão ser extraídas informações de
custos de operações e manutenção da edificação. Relacionam-se a esse
modelo as informações “as built”, isto é, as informações relativas ao
estado como foi construído o projeto (CAMPESTRINI et al., 2015).
Embora a utilização do BIM seja mais intensa nas fases iniciais
do ciclo de vida de um edifício, a tendência é de que a utilização nas
fases de operação e manutenção aumente, visto o desenvolvimento de
novas ferramentas que ligam o modelo às exigências dessas fases do
edifício.
2.2.4 BIM 4D
De acordo com Monteiro e Martins (2011), um dos principais
fatores que impulsionam o desenvolvimento das ferramentas BIM é a
introdução da dimensão tempo nos seus modelos. Esta dimensão,
chamada de quarta dimensão, é uma vantagem no planejamento e
controle na construção. Através da integração deste tipo de
funcionalidade num modelo tridimensional BIM, surge o modelo 4D.
Eastman et al. (2014) conceituam um modelo 4D como a ligação
entre o planejamento da construção com os objetos 3D do projeto,
permitindo que o processo construtivo seja simulado e,
consequentemente, mostrando como o canteiro de obras e a edificação
43
estariam em qualquer ponto do tempo. Dang e Tarar (2012) afirmam que
o modelo 4D pode incorporar gruas, elevadores e demais equipamentos,
assim como os acessos e os espaços necessários para suas
movimentações, conforme ilustrado na Figura 9.
Figura 9 - Ilustração de um Modelo 4D.
Fonte: Dang e Tarar (2012).
Usualmente os diagramas de barras e os diagramas de redes são
os mais empregados no planejamento das atividades de construção
(MONTEIRO; MARTINS, 2011). Entretanto, os métodos tradicionais
não fornecem informações referentes às configurações espaciais
relacionadas com as atividades e sobre a complexidade dos elementos de
um projeto, o que estabelece uma representação abstrata do cronograma,
carecendo interpretação dos usuários que pode ser incorreta devido ao
número de atividades e precedências (KOO; FISCHER, 1998).
Grande parte dos gerentes de obras visualiza o processo
construtivo mentalmente, fundamentados em suas experiências, e
enfrentam dificuldades para transmitir e discutir informações com
pessoas menos experientes. Isso dificulta que todos os envolvidos
entrem em um consenso e prejudica a tomada de decisão, além de
ocultar potenciais problemas que poderão ser detectados somente na
44
execução, fazendo com que as alterações no cronograma durante a
execução sejam comuns (KOO; FISCHER, 1998).
Diante desta problemática, os modelos 4D trazem uma nova
alternativa ao planejamento e controle de obras, sendo apontada como
uma abordagem superior aos métodos tradicionais (MONTEIRO;
MARTINS, 2011). Em modelos 4D, aspectos espaciais e temporais do
projeto são, intrinsecamente conectados, possibilitando que os
planejadores visualizem o processo de construção, tenham maior
compreensão do cronograma e detectem eventuais erros e problemas
previamente à execução.
Eastman et al. (2014) afirmam que as ferramentas BIM
possibilitam que o planejador crie, revise e edite os modelos 4D com
maior frequência, o que favorece a elaboração de planos mais
adequados. Segundo Monteiro e Martins (2011), a modelagem BIM 4D
tem sido utilizada para visualizar e simular projetos, dando suporte à
tomada de decisão na análise da viabilidade e nas operações de
construção, para desenvolver estimativas e gerir recursos e, além disso,
para facilitar a comunicação com todos os envolvidos no projeto.
2.2.4.1 Vantagens do BIM 4D
De acordo com Eastman et al. (2014) os principais benefícios do
uso de Modelos 4D são:
Comunicação: os planejadores podem apresentar
visivelmente os planos de construção para todos os
intervenientes. O modelo 4D une os aspectos temporais e
espaciais, comunicando o cronograma com mais êxito que
os métodos tradicionais;
Contribuição de múltiplas partes interessadas: maior
número de interessados em informação e na influência das
mesmas sobre o entorno, como a geração de tráfego e a
obstrução de acessos;
Logística do canteiro: maior poder de gerenciar o canteiro
de obra, as áreas de estoque e os fluxos e localizações de
equipamentos de grande porte;
Coordenação: é possível coordenar o fluxo de trabalho e
equipes no tempo e espaço das disciplinas envolvidas;
Comparação de cronogramas e acompanhamento do
progresso da construção: pode-se comparar diferentes
planos e identificar se o projeto está no prazo ou atrasado.
45
Segundo Eastman et al. (2014), pode-se reduzir os tempos de
ciclos das operações de construção através das simulações 4D, uma vez
que estas ajudam a revelar conflitos entre os processos construtivos.
Evidencia-se, dessa forma, outro benefício, afinal reduzir o tempo total
de conclusão é meta de qualquer sistema de produção.
Outra aplicação do Modelo 4D é no processo para gerenciar e
relatar o status do projeto. Através da visualização gráfica do projeto, é
possível destacar os problemas existentes e, ainda, prever os potenciais
problemas. O status do projeto pode ser associado à determinadas cores
para a identificação de gargalos, áreas que estão atrasadas ou adiantadas,
dando suporte ao gerenciamento (EASTMAN et al., 2014).
Koo e Fischer (1998) apresentaram alguns diferenciais da
modelagem 4D como ferramenta de visualização, integração e análise.
O Quadro 1 - Comparativo entre Métodos Tradicionais e o BIM 4D
expõe um resumo comparativo entre os métodos tradicionais e as
técnicas oferecidas pelo sistema BIM 4D, salientando facilidades
proporcionadas pelo sistema BIM nas questões de visualização,
integração e análise.
Quadro 1 - Comparativo entre Métodos Tradicionais e o BIM 4D.
Ferramentas Métodos
Tradicionais BIM 4D
Análise
Antecipação de
situações de
risco
Não fornece
suporte
Permite facilmente
a detecção de
situações de risco
Alocação de
recursos e
equipamentos
no espaço
Não fornece
suporte
Permite facilmente
a atribuição de
recursos e
equipamentos
Simulações de
sequenciamento
produtivo
Não fornece
suporte
Permite facilmente
gerar cenários
alternativos de
construção
(Continua)
46
(Continuação)
Ferramentas Métodos
Tradicionais BIM 4D
Visualização
Visualização e
interpretação
do
sequenciamento
construtivo
Força os
usuários a
visualizar
mentalmente
Fácil
interpretação a
partir do modelo
3D
Antecipação de
conflitos
espaço/ tempo
Dificuldade de
detectar com
apenas o
cronograma
Identifica
potenciais
conflitos através
da visualização
do modelo
Transmissão do
impacto de
alterações no
cronograma
Dificuldade de
detectar com
apenas o
cronograma
Detecta
claramente o
impacto
Integração
Formalização
de informações
de projeto e
construção
Baseado em
um processo de
produção
fragmentado
Facilita o
compartilhamento
de informações e
a integração
Interação entre
os participantes
do projeto
Não promove
interação
Facilita a
comunicação e
partilha de
informação Fonte: Adaptado de Koo e Fischer (1998).
2.2.4.2 Desafios Para Implantação de Modelos 4D
A implantação da modelagem 4D nas empresas construtoras pode
se confrontar com barreiras econômicas e organizacionais, além das
dificuldades técnicas referentes aos softwares. Biotto (2012) em sua
pesquisa apresentou uma síntese das principais barreiras a serem
superadas pelas empresas, conforme ilustra a Figura 10.
Para guiar o processo de implantação da modelagem 4D nas
empresas, Biotto (2012) reuniu algumas decisões fundamentais,
apresentadas na parte na parte inferior da Figura 10. Sugere-se iniciar
definindo quais serão os usuários do modelo, o escopo e
consequentemente o nível de detalhamento do mesmo. A partir do nível
de detalhamento, se deve analisar qual o software é o mais adequado à
empresa e, então, é definido quem será o modelador 4D apto a
47
desenvolver o modelo BIM 4D com as especificações anteriormente
definidas.
Figura 10 - Pré-condições e definições para implementar a modelagem BIM 4D.
Fonte: Adaptado de Biotto (2012).
2.3 GERENCIAMENTO DE PROCESSO
Carpinetti (2012) conceitua processo como uma atividade ou
grupo de atividades que, através da agregação de valor e utilizando-se de
recursos e ferramentas, transformam uma ou mais entradas
(informações, material etc.) em uma ou mais saídas. Para o PMI (2008),
o conceito de projetos é definido como um esforço temporário, ou seja,
com um início e término definidos, para criar um produto, serviço ou
resultado. Quando os objetivos são alcançados ou quando conclui-se
que os objetivos não poderão ser atingidos o projeto é encerrado e o
término é alcançado.
Diferentemente de projetos, que são únicos e descontínuos, os
processos são identificados como atividades sequenciais contínuas. Os
processos possuem tempo, espaço, ordenação, objetivos e valores
(MELLO et al., 2009). A Figura 11 a seguir ilustra a definição de
projeto e processo, salientando que projeto é algo maior, composto de
um ou mais processos.
48
Figura 11 - Definição de Projeto e Processo.
Fonte: Adaptado de Ferreita (2014).
Os processos de uma empresa acabam sendo responsáveis pela
efetividade da mesma, visto que são eles que definem a estrutura para o
fornecimento de seus produtos ou serviços aos clientes (MELLO et al., 2009). Para compreender qualquer processo, é imprescindível fazer um
levantamento das suas diversas atividades e tarefas, sendo válido
ressaltar que além de desenvolver a padronização dos processos de
trabalho, a organização deve ter capacidade de constantemente
aperfeiçoar os procedimentos padronizados (CURY, 2000).
Devido a isso, a padronização dos procedimentos de trabalho de
uma organização é uma fase importante da gestão. É ela que garante que
todos que trabalhem no processo em questão utilizem os mesmos e
melhores meios para a realização das atividades, visto que quando cada
pessoa realiza a tarefa de modo diferente a otimização do processo fica
comprometida (ROSA, 2016).
2.3.1 Mapeamento de Processos
Segundo Oliveira (2001), mesmo os processos de atividades
específicas nem sempre são autoexplicativos, podendo ser detalhados
através da identificação das etapas a serem desenvolvidas. Neste
contexto, os processos podem ser mais bem compreendidos através de
alguma técnica visual simples, como é o caso do mapeamento de
processos.
De acordo com Costa e Politano (2008) o mapeamento de
processos compreende, simplificadamente, a captura dos fluxos de informações, materiais e trabalho ao longo dos processos, a partir de
registros que possam ser entendidos por outras pessoas interessadas em
seu conhecimento. Segundo Natucci (2013) o mapeamento de processos
é uma técnica utilizada para entender clara e simplesmente a operação
49
de uma unidade de negócio, através da representação de cada passo da
operação em termos de entradas, saídas e ações.
A partir do mapeamento é desenhado o fluxograma do processo
de trabalho, o que permite, aos responsáveis pela análise do processo,
familiarizar-se com as questões a ele relacionadas. O fluxograma possui
rápida visualização do processo, o que facilita o entendimento, além de
propiciar uma visão holística do processo, auxiliando a tomada de
decisões (ROCHA, 2008). O fluxograma padrão e o significado
usualmente utilizado para cada forma geométrica estão apresentados na
Figura 12.
Figura 12 - Fluxograma padrão.
Fonte: Autora (2018).
50
51
3 METODOLOGIA
O objetivo deste capítulo consiste em apresentar a caracterização
da pesquisa realizada. Inicialmente apresentando o enquadramento
metodológico, em seguida o procedimento metodológico que inclui o
planejamento, a coleta e análise de dados e a avaliação e, por fim, as
delimitações e limitações da pesquisa.
3.1 ENQUADRAMENTO METODOLÓGICO
Segundo Turrioni e Mello (2012) as pesquisas científicas em
Engenharia de Produção podem ser classificadas conforme a Natureza,
os Objetivos, a Abordagem e o Método. A Figura 13 ilustra a
classificação proposta pelos mesmos autores.
Figura 13 - Classificação da pesquisa científica em Engenharia de Produção.
Fonte: Turrioni e Mello (2012).
A partir do modelo proposto por Turrioni e Mello (2012), no que
se refere à natureza este trabalho pode ser definido como pesquisa
aplicada, pois caracteriza seu interesse prático por propor um modelo
52
com informações úteis para a realidade de empresas de Planejamento e
Orçamento de Obras da Construção Civil.
Em relação aos objetivos, a pesquisa pode ser classificada como
exploratória, pois busca proporcionar familiaridade com o uso da
tecnologia BIM no planejamento de obras, levantando dados em
entrevistas com os envolvidos nos processos.
Quanto à abordagem, o presente trabalho pode ser classificado
como uma pesquisa qualitativa, pois a estrutura do processo de
modelagem 4D não pode ser traduzida totalmente em número.
Com relação ao método de pesquisa, os mais comuns dentro da
área de Engenharia de Produção são o estudo de caso e a pesquisa-ação.
De acordo com Turrioni e Mello (2012), a pesquisa-ação é um método
empregado para que o pesquisador aprofunde seus conhecimentos
acerca de um fenômeno real. A pesquisa-ação tem dois objetivos: a
ação, de modo a trazer mudanças intencionais em certa realidade, e a
pesquisa, para produzir conhecimento. Dessa forma, o presente trabalho
enquadra-se como pesquisa-ação.
3.2 PROCEDIMENTOS METODOLÓGICOS
Para Mello et al. (2012), a pesquisa-ação é adequada quando a
questão de pesquisa descreve uma série de ações ao longo do tempo e
em determinada organização para explicar como e porque uma
determinada ação pode melhorar o sistema e, ainda, para aprender
através do entendimento do processo de melhoria.
Ainda sobre a ótica dos autores, na pesquisa-ação os
pesquisadores participam ativamente na busca de soluções para os
problemas encontrados, no acompanhamento e na avaliação das ações
oriundas dos problemas.
A partir das requisições da organização e conhecendo parte de
seus processos, a pesquisadora desenvolveu a pesquisa junto à empresa,
padronizando e aprimorando seus processos e desenvolvendo seus
próprios conhecimentos. Com foco em trazer uma nova solução para a
empresa e padronizar os processos envolvidos, a pesquisa se voltou para
os macro processos envolvendo BIM com foco na Modelagem 4D, que
envolve a Simulação 4D e o Controle De Avanço Físico, processos que
até então não haviam procedimentação e padronização.
Mello et al. (2012) sugerem que a condução de uma pesquisa-
ação seja feita em cinco etapas, sendo elas: planejar a pesquisa-ação,
coletar os dados, analisar dados e planejar ações, implementar ações e
53
avaliar resultados e gerar relatório. O ciclo de etapas sugerido pelos
autores é apresentado a seguir na Figura 14.
Figura 14 - Estrutura para condução da pesquisa-ação.
Fonte: Adaptado de Mello et al. (2012).
De acordo com a estrutura proposta, cada etapa será apresentada a
seguir.
3.2.1 Planejamento da pesquisa-ação
O planejamento da pesquisa iniciou com o intuito de aprofundar
os conhecimentos sobre a metodologia BIM, a fim de otimizar os
processos na construção civil. Como a autora estava desenvolvendo seu
estágio profissionalizante em uma empresa, aqui denominado Empresa
X, houve a demanda por parte dos diretores de desenvolver e padronizar
uma nova solução, aliada à metodologia BIM.
Esse estudo foi desenvolvido junto a duas empresas em
Florianópolis, Santa Catarina. A empresa inicialmente estudada foi a
Empresa X, que é especializada na construção de modelos virtuais BIM,
compatibilização de projetos, orçamento e planejamento de obras. Com
4 anos de experiência, teve uma grande aceitação do mercado e cresceu
rapidamente. Devido ao crescimento acelerado, a Empresa X possui
parte dos seus processos padronizados, carecendo da padronização de
1. Planejar a pesquisa-ação
2. Coletar dados
3. Analisar dados e
planejar ações
4. Implementar ações
5. Avaliar resultados e
gerar relatório
54
algumas soluções, dentre elas a modelagem 4D, que engloba a
Simulação 4D e o Controle de Avanço Físico de Obras, que é uma
solução ainda não oferecida pela empresa, mas levantada pelos
diretores.
Para a realização de tais padronizações, sentiu-se a necessidade
de entender o Processo BIM como um todo na empresa e aplicar o
Monitoramento do Avanço Físico de Obras em algum empreendimento,
com o objetivo de estreitar a linha entre a teoria e a prática, para assim
poder padronizar tal processo.
Dos empreendimentos entre os projetos que a Empresa X atuava
no momento do começo deste estudo, nenhum se localizava na cidade de
Florianópolis, o que dificultaria o processo do Controle de Avanço
Físico de Obras, visto que a autora residia em Florianópolis e fazia o
estágio profissionalizante na Empresa X. Dada tal circunstância,
recorreu-se a uma empresa parceira, aqui denominada Empresa Y.
A Empresa Y é sediada em Florianópolis e atua no segmento de
administração de obras de alto padrão, utilizando métodos tradicionais,
sem BIM. Por não utilizar a metodologia BIM, viu-se a oportunidade de
aplicar o conhecimento no desenvolvimento de projetos para avaliar a
melhoria da pesquisa em comparação com o método tradicional.
3.2.2 Coleta de dados
As informações e projetos necessários foram coletados a partir
das empresas X e Y. O levantamento dos processos da Empresa X foi
feito através da análise de documentos existentes e através de entrevistas
com os coordenadores e diretores. Na empresa Y, foram coletados os
projetos e as demais informações através de entrevistas com o
Coordenador da Obra escolhida.
Na Empresa X foram identificados 3 macro processos, um de
cada setor, compostos de atividades e 35 subprocessos, indicados a
seguir no Quadro 2.
Quadro 2 - Processos e Subprocessos da Empresa X.
PROCESSOS SUBPROCESSOS
Orçamento
Elaboração da EAP no software Sienge
Extração de Quantitativos BIM
Extração de Quantitativos 2D
Geração da Curva ABC de insumos e serviços
Realização da entrega Técnica (Continua)
55
(Continuação)
PROCESSOS SUBPROCESSOS
Compatibilização
Coleta de dados e definição do briefing técnico
Estruturação Inicial
Análise Prévia
Compatibilização ARQ/EST 1/3
Reunião de Compatibilização
Construção do arquivo LOC
Modelagem Estrutura F1
Modelagem Arquitetura F1
Modelagem Instalações F1
Compatibilização ARQ/EST 2/3
Modelagem Instalações F2.1
Modelagem Arquitetura F2
Modelagem Estrutura F2
Compatibilização INST 3D 1/3
Compatibilização ARQ/EST 3D 3/3
Projetos de Produção
Compatibilização INST 3D 2/3
Modelagem Instalações F2.2
Modelagem Estrutura F3
Modelagem Arquitetura F3
Compatibilização INST 3D 3/3
Modelagem Instalações F3
Projeto de Produção (documentação)
Planejamento
Elaboração da do Plano de Ataque
Elaboração do Planejamento de Longo Prazo
(Cronog. Project)
Elaboração da Linha de Balanço
Elaboração do Planejamento de Médio Prazo
Elaboração do Cronogr. Físico Financeiro "CFF"
Elaboração da Curva S
Simulação BIM 4D
Elaboração do Plano de Compras
Realização da entrega Técnica Fonte: Autora (2018).
56
Na Empresa Y, foram coletados os projetos necessários, que
foram desenvolvidos em plataforma CAD. Ao total, foram 6 projetos
analisados, sendo eles:
Projeto Arquitetônico;
Projeto Estrutural;
Projeto Elétrico;
Projeto Hidrossanitário;
Projeto de Telecom;
Projeto de Climatização.
Também foram coletados o orçamento e o planejamento da obra,
realizados pela Empresa Y, a partir de métodos tradicionais.
O empreendimento em questão é uma residência unifamiliar de
alto padrão, cujo início da obra foi em 20 de setembro de 2017. A
residência localiza-se no bairro Cacupé em Florianópolis, Santa
Catarina. O projeto arquitetônico define que o edifício terá um total de
428,18m² de área construída, distribuídos em subsolo, pavimento térreo
e pavimento superior. A Figura 15 mostra uma imagem de representação
da residência desenvolvida para fins de aprovação do cliente final.
Figura 15 - Imagem da residência unifamiliar.
Fonte: Empresa Y.
57
3.2.3 Análise dos dados e planejamento da ação
Com os dados apresentados na subseção anterior iniciou-se a
análise. Na empresa X foi feita a análise e posterior padronização dos
principais processos. Iniciou-se buscando a compreensão do processo
como um todo e, a partir disso, do processo de compatibilização, do
processo de orçamento e do processo de planejamento. Foram
analisados fluxogramas e documentos de procedimentos e
padronizações existentes.
Em paralelo, na empresa Y, foram analisados os projetos
existentes. Os projetos totalizaram 36 plantas, divididas em 6
disciplinas, conforme mostra a Tabela 1. Essas plantas foram
desenvolvidas no formato CAD, usando o programa Autocad® e, para
que o controle do avanço físico pudesse ser desenvolvido, as mesmas
precisaram ser desenvolvidas no formato BIM. Para isso, o software
Revit® foi escolhido por se utilizado na Empresa X e pela familiaridade
da autora.
Tabela 1 - Quantidade de projetos coletados
Disciplina Número de plantas
Projeto Arquitetônico 12
Projeto Estrutural 9
Projeto Elétrico 3
Projeto Hidrossanitário 6
Projeto de Telecom 3
Projeto de Climatização 3
TOTAL 36 Fonte: Autora (2018).
Com o projeto em BIM, pode-se importá-lo para o software
Navisworks® e, a partir da associação das atividades do cronograma,
desenvolver o Modelo 4D para realizar a simulação e o controle do
avanço físico, e por fim, padronizar tal fluxo de trabalho.
3.2.4 Implementar Ações
O processo para o desenvolvimento da modelagem 4D e para a
estruturação do seu fluxo de trabalho seguiu a sequência apresentada na
Figura 16 a seguir.
58
Figura 16 - Sequência de atividades.
Fonte: Autora (2018).
A primeira etapa do processo foi a compreensão do fluxo de
trabalho e processos da empresa X. Através de entrevistas com os
colaboradores e de análise de documentos de procedimentos dos setores,
essa etapa foi realizada entendendo os produtos oferecidos pela empresa
e o fluxo que, em um cenário onde o cliente fecha um contrato com
todos os produtos, o projeto percorre. Com a compreensão dos processos
pôde-se montar fluxogramas para melhor compreensão e documentação
dos mesmos, que na sequência passaram por validações dos
coordenadores e diretores.
Análise dos resultados e conclusões
Mapeamento da Modelagem BIM 4D
Modelagem 4D para simulação controle do avanço físico
Importação do planejamento com o cronograma definido
Revisão do Planejamento Inicial
Exportação dos Projetos 3D do Revit® e importação pelo Navisworks®
Transcrição das plantas em Autocad® para Revit® (BIM)
Mapeamento dos Processos BIM
Compreensão dos Processos BIM
59
Para obter o modelo 3D e consequentemente realizar a
modelagem 4D, foi necessário transcrever os projetos que haviam sidos
desenvolvidos em plataforma CAD 2D para BIM. Os projetos foram
então inseridos no software Revit® e a modelagem iniciou-se com a
criação de um arquivo base, passando para a modelação do projeto
estrutural, sendo consecutivamente modelados os projetos arquitetônico,
hidrossanitário, elétrico, telecom e por fim a climatização. Com o
modelo BIM no Revit®, pôde-se importá-lo no software Navisworks®,
que foi utilizado para a realização da modelagem 4D.
A próxima etapa foi a revisão do planejamento inicial da obra,
que já havia sido desenvolvido pela empresa Y. Além da revisão das
datas e da sequência de atividades, foram selecionadas as atividades que
seriam representadas no modelo 4D e o nível de detalhe ao trabalho
proposto. Com o planejamento definido no software Microsoft Projetc®,
o cronograma foi importado no Navisworks®.
Com o modelo e o cronograma inseridos no Navisworks®, foi
possível associar as atividades do cronograma com os respectivos
elementos do projeto, gerando o modelo 4D e, a partir das atualizações
do modelo 4D conforme o andamento da obra, pôde-se realizar o
controle do avanço físico. As melhores práticas e o fluxo de trabalho
executado foram registrados através do mapeamento de processos, com
o uso de fluxogramas.
A última etapa foi a análise dos resultados que será explicada
com mais detalhes no próximo item.
3.2.5 Avaliar dados e gerar relatórios
Depois de compreendido o fluxo de trabalho BIM, desenvolveu-
se a modelagem 4D, gerando a simulação 4D e o controle do avanço
físico. A partir disso, a autora analisou a metodologia proposta nesta
pesquisa, avaliando em termos de qualidade. Através de entrevistas com
colaboradores envolvidos, pode-se também coletar feedbacks e
percepções sobre a modelagem BIM 4D. A avaliação será qualitativa,
observando o emprego da tecnologia no processo e seus benefícios.
3.3 DELIMITAÇÕES E LIMITAÇÕES
Este estudo tem por objetivo aplicar a simulação 4D ao
planejamento e controle de uma obra, voltada para a análise e
monitoramento do avanço físico, estruturando seu fluxo de trabalho.
60
Não coube discutir quais os melhores softwares para tais procedimentos,
assim como não foi abordado a implementação do BIM no Brasil.
Também, não foi de competência deste trabalho realizar a
compatibilização da obra e avaliar se as soluções utilizadas no projeto
do empreendimento foram as mais adequadas.
O total de processos e subprocessos envolvidos no dia a dia da
Empresa X não foi amplamente estudado em virtude do tempo
necessário para tal estudo e do foco deste trabalho.
Devido à falta de tempo, o acompanhamento da obra foi feito em
um curto período, fato que impediu a coleta de indicadores e limitou a
análise dos resultados.
61
4 DESENVOLVIMENTO
A proposta deste capítulo é apresentar o referencial prático e os
resultados obtidos neste trabalho. Aqui, são apresentados inicialmente o
entendimento e o mapeamento dos macros processos da empresa X. Na
sequência detalha-se os procedimentos para a transcrição dos projetos
em CAD para BIM, a revisão do planejamento da obra, o
desenvolvimento da modelagem 4D para o planejamento e
acompanhamento de uma obra e o mapeamento das atividades
necessária para tal processo. Por fim, tem-se uma análise dos resultados
obtidos.
4.1 CONHECIMENTO DOS PROCESSOS
A empresa X é especializada na construção de modelos virtuais
BIM e oferece a seus cliente 3 macros produtos:
1. Compatibilização de projetos;
2. Orçamento de obras;
3. Planejamento de obras.
Esses macros produtos, dependendo das necessidades do cliente,
derivam-se em outros produtos, como projetos de produções, plano de
compras, cronogramas físico financeiros, linha de balanço, entre outros.
Para entregar a seus clientes tais produtos, a empresa se divide
em 3 setores, chamados de Setor BIM, Setor de Orçamento e Setor de
Planejamento. Cada um desses setores é responsável por um macro
produto oferecido pela empresa e suas derivações. A empresa possui 3
diretores, cada um responsável por um setor e pelos produtos
relacionados aos mesmos. Os diretores atuam diretamente na elaboração
dos produtos, auxiliando e guiando as equipes. As equipes são formadas
por um coordenador com formação em engenharia civil ou arquitetura,
um técnico e um estagiário.
Para a compreensão do fluxo de trabalho e processos da empresa
X, é necessária a coleta de dados, ou seja, o conhecimento das
atividades e do dia a dia das funções exercidas. Por este motivo, foram
realizadas entrevistas com os colaboradores dos setores em estudo e
analisados os antigos documentos de padronizações que a empresa
possuía.
Após as entrevistas, uma visão macro dos processos que fazem
parte de cada setor foi obtida.
62
4.1.1 Mapeamento dos Macros Processos
Os documentos de padronização que existiam na empresa X não
englobavam todos os processos e encontravam-se desatualizados, além
de não seguirem um mesmo padrão. Para a nova estruturação, realizou-
se o mapeamento dos macros processos, a partir das informações
coletadas nas entrevistas e nos documentos existentes.
Para a elaboração dos novos fluxos, optou-se por utilizar o
software Bizagi Process Modeler®, devido à facilidade do seu uso e por
ser disponibilizado gratuitamente.
Os fluxos gerais da empresa X são apresentados a seguir. A
Figura 17, a Figura 18 e a Figura 19 ilustram, respectivamente, os fluxos
de Compatibilização, Orçamento e Planejamento.
4.2 PREPARAÇÃO DO MODELO BIM 3D
Para a realização da modelagem 4D, necessita-se inicialmente de
um modelo 3D. Como os projetos da obra em estudo foram
desenvolvidos em formato CAD, foi necessário em primeiro momento
realizar a modelagem no Revit®.
Para a modelagem no Revit®, utilizou-se a capacidade do
software em trabalhar com vínculos do Autocad®, sobrepondo os
projetos em vistas 2D. Os projetos em Autocad® foram vinculados no
Revit®, mantendo a mesma localização de base. Dessa forma permite-se
que o projeto seja separado em diversos arquivos, o que torna o
programa mais leve e rápido, sem haver desalinhamentos. Neste
trabalho dividiu-se o projeto por disciplinas, resultando em 4 arquivos.
A escolha dos templates para a modelagem, que é a configuração
base que inclui tipos e espessuras de linhas, configurações de materiais e
de visualização, já deve ser pensada levando em consideração as
necessidades da modelagem 4D. Os templates possuem formato “.rte” e
alguns arquivos são distribuídos de forma comercial e gratuita na
internet, mas cabe ao projetista e/ou a empresa realizar as adequações
nas configurações para atingir suas necessidades. Os templates e
famílias utilizadas na modelagem desse projeto em estudo foram aqueles
desenvolvidos e utilizados pela empresa X.
4.2.1 Modelagem dos projetos
Com os arquivos CAD inseridos no Revit®, realizou-se a
modelagem dos projetos utilizando como base as linhas desses arquivos.
63
Figura 17 - Fluxo Geral Compatibilização.
Fonte: Autora (2018).
64
65
Figura 18 - Fluxo Geral Orçamento.
Fonte: Autora (2018).
66
67
Figura 19 - Fluxo Geral Planejamento.
Fonte: Autora (2018).
68
69
A modelagem dos projetos foi realizada na seguinte sequência:
1. Projeto Estrutural;
2. Projeto Arquitetônico;
3. Projeto de Instalações.
Nessa fase, ressalta-se a importância de entender qual a finalidade
do projeto e o nível de detalhamento necessário. Como esse projeto não
se finda apenas na dimensão 3D, ou seja, será utilizado para a
modelagem 4D, deve-se entender o que será necessário para a próxima
fase. Isso diminui a ocorrência de retrabalhos e faz com que pequenas
ponderações nesta etapa tragam maior agilidade e eficiência na próxima.
Para tanto, foram tomados cuidados como associar cada elemento
em seu respectivo nível, visto que o Revit® permite associar um
elemento a um nível e regular sua altura para coincidir com outro, e
utilizar nomes lógicos nos elementos, facilitando a posterior modelagem
4D.
4.2.2 Exportação dos projetos
Um modelo 4D requer que o planejamento seja vinculado aos
componentes do modelo 3D. Para realizar essa associação, utilizou-se o
software Navisworks®.
O Navisworks® é capaz de abrir e ler uma variedade de arquivos
em diferentes formatos. Para a transferência de informações do Revit®
para o Navisworks®, optou-se por exportar os arquivos diretamente do
Revit®, gerando arquivos do tipo Cache (“.nwc”). Os arquivos com esse
formato são menores que os arquivos originais, o que é muito vantajoso
em grandes projetos por acelerar o processo, já que a utilização no
formato tradicional do Revit® (“.rvt”) aumenta, consideravelmente, o
tempo demandado na abertura e atualização do modelo.
Em casos de atualização no modelo original (“.rvt”) esse processo
não permite que a atualização aconteça de forma automática. Dessa
forma, necessita-se exportar um novo arquivo “.nwc” e salvá-lo sobre o
anterior, mantendo o mesmo local e nome. Assim, o Navisworks®
atualizará os componentes que estiverem vinculados a esse arquivo.
4.3 REVISÃO DO PLANEJAMENTO
Ao iniciar esse trabalho, havia um estudo de planejamento da
obra em questão, que foi realizado pela empresa Y e feito no software Microsoft Project®. Realizou-se então a revisão deste planejamento,
passando pela revisão das datas, da sequência de atividades e as suas
70
predecessoras, também foram analisadas e selecionadas as atividades
que seriam animadas no modelo 4D.
As tarefas resumo do planejamento revisado são mostradas na
Figura 20, enquanto o planejamento completo encontra-se no Apêndice
A.
Figura 20 - Planejamento Inicial Revisado.
Fonte: Autora (2018).
Visando a posterior associação dos elementos do modelo com as
atividades do cronograma, neste trabalho foram adicionadas duas novas
colunas no cronograma, “Texto 5” e “Texto 6”. A coluna “Texto 5” foi
renomeada para “Código EAP”, nela serão inseridos os códigos que
farão a vinculação com os elementos do Modelo. Já a coluna “Texto 6”
foi renomeada para “Tipo da tarefa” e nela serão inseridos os códigos
dos tipos de tarefa, que alterarão o tipo de visualização dos elementos de
acordo com a atividade a ser desenvolvida seguindo o cronograma.
71
4.4 IMPORTAÇÃO DOS ARQUIVOS PELO NAVISWORKS®
Com os arquivos do Modelo 3D já exportados para o formato
“.nwc” e com o cronograma da obra revisado, é possível iniciar a
modelagem 4D. Para tanto, os arquivos “.nwc” e o cronograma
necessitam ser importados no Navisworks®.
Para importar o cronograma na ferramenta Timeliner, é
necessário adicionar o arquivo Microsoft Project® através do comando
Add data source na guia Data Source e vincular as colunas do Microsoft
Project® com os campos correlatos do Navisworks®. Nesse trabalho a
associação foi feita da seguinte forma:
Task Type – Text 6;
Planned Start Date – Baseline Start;
Planned End Date – Baseline Finish;
Actual Start Date – Start;
Actual End Date – Finish;
User 1 – Text 5.
Por fim, para que as tarefas e as informações que compõem o
cronograma sejam carregadas no Navisworks®, deve-se através do
comando Refresh selecionar a opção Rebuild Task Hierarchy. Isso fará
com que todas as tarefas do cronograma sejam importadas para a guia
Tasks. A Figura 21 mostra o cronograma do projeto em questão
carregado no Timeliner.
Figura 21 - Timeliner com o cronograma do Modelo.
Fonte: Autora (2018).
72
4.5 MODELO 4D
4.5.1 Associação dos elementos do modelo com o cronograma
Considerando a existência do planejamento elaborado pela
empresa Y, o agrupamento dos elementos deve estar de acordo com a
EAP - Estrutura Analítica de Projeto adotada. Para identificar qual ou
quais elementos devem ser associados a cada tarefa da EAP, é
necessário conhecer a EAP em questão e o modelo 3D. Para auxílio,
sugere-se que em uma planilha sejam listados os itens que foram
modelados (EAP de Modelagem) e sejam identificados que elementos
podem ser associados em cada tarefa. Por exemplo, neste projeto foram
modelados os pilares, vigas e lajes, todos esses elementos podem ser
associados à tarefa Superestrutura do respectivo pavimento.
Conhecendo o modelo e o cronograma, pode-se iniciar a criação
dos Sets, que são um conjunto de elementos semelhantes. Essa é uma
etapa estratégica, pois são os Sets que irão representar as atividades
programadas. Os Sets podem ser criados pelos comandos Save Selection
e Save Search. O primeiro é realizado através da seleção manual dos
elementos 3D, enquanto o segundo utiliza a aplicação de combinações
de regras de propriedades, como materiais que os compõem e níveis
onde acontece cada atividade, através da ferramenta Find Itens. Visando a automatização e a redução do tempo gasto nesse
processo, utilizou-se a opção Save Search. A Figura 22 ilustra o
exemplo anterior, onde se tem os pilares, vigas e lajes sendo
automaticamente selecionados. Através das regras estipuladas na
ferramenta Find Item, tornou-se mais viável utilizar tais regras para
selecionar todos os pilares, vigas e lajes (Save Search), do que
selecionar elemento por elemento (Save Selection). Sendo assim, essa
Save Search formou o Set que será associado à tarefa Superestrutura do
Piso do Pavimento Térreo.
Para a criação dos Sets, por padrão quando se utiliza a ferramenta
Find Itens, todos os arquivos do quadro Search in: ficam selecionados,
fazendo com que o software rode a pesquisa em cada arquivo. Por isso,
selecionou-se somente o arquivo em que os elementos se encontram,
conforme se pode observar na Figura 22, onde somente o arquivo
referente à estrutura está selecionado, visto que os elementos desejados
na seleção encontram-se nele. Tal medida faz com que se ganhe tempo e
agilidade nessa fase, principalmente se tratando de grandes projetos.
Além do mais, facilita na replicação dos Sets para os outros pavimentos.
73
Figura 22 - Set referente à superestrutura do Térreo criado por "Save Search".
Fonte: Autora (2018).
Antes de associar os Sets com as tarefas, é preciso definir os tipos
de tarefas existentes no modelo. Por padrão, o Navisworks® tem 3 tipos
de tarefas, sendo eles temporária (temporary), permanente (construct) e
de demolição (demolish). A diferenciação oferecida por essas
configurações é a aparência dos elementos no modelo. O software
permite que novos tipos de tarefas sejam criados. Como neste modelo
alguns elementos representam mais de uma função, como por exemplo
só um elemento foi modelado para representar o reboco e a pintura,
optou-se por criar o tipo de tarefa “Osso”, a fim de diferenciar a
visualização desse elemento, de acordo com a tarefa em que ele é
associado.
Com os Sets definidos, necessita-se preencher a coluna Cód. EAP
no Microsoft Project® com os nomes dados aos Sets correspondentes de
cada tarefa, e a coluna Tipo de Tarefa com o tipo da respectiva tarefa,
para posterior associação no Navisworks®. Para que as alterações do
Microsoft Project® sejam atualizadas no Navisworks®, deve-se através
74
do comando Refresh, da guia Data Source do Timeliner, selecionar a
opção Synchonize.
Para finalmente gerar o modelo 4D, necessita-se associar os Sets
com suas respectivas tarefas. Essa associação pode ser feita de modo
manual ou automática. Neste trabalho, optou-se pela seleção automática,
através do comando Auto-Attach Using Rules. Criou-se uma nova regra
para combinar a coluna User 1 (essa coluna foi vinculada com a coluna
Código. EAP do Microsoft Project®, onde foram inseridos os nomes
dos Sets) com os Sets de mesmo nome.
4.5.2 Simulação 4D
A modelagem 4D tem como um de seus propósitos a visualização
da simulação da construção e sua aplicação ao planejamento da obra,
tendo como grande diferencial no âmbito de planejamento de obras a
possibilidade de visualizar a estratégia de execução, devido a dimensão
espacial.
Para executar a simulação, sendo que os elementos modelados já
foram associados às respectivas tarefas, basta acessar a guia Simulate da
ferramenta Timeliner e realizar as configurações de acordo com as
necessidades criadas. Para esse projeto, optou-se por deixar visível a
data, a quantidade de dias e a quantidade de semanas passadas, além
disso alterou-se a duração da simulação para 60 segundos.
A simulação 4D pode ser analisada através dos botões de
reprodução e também através da inserção de datas específicas para a
visualização. Outra característica relevante é a capacidade de dar zoom,
alterar as propriedades de aparência dos elementos e girar o modelo
conforme a necessidade para melhor observação.
A Figura 23, Figura 24, Figura 25 e Figura 26 apresentam a
simulação da execução em quatro determinadas datas. A partir disso
pode-se verificar como a obra deveria se encontrar nesses períodos. Na
Figura 23 tem-se a simulação do dia 05/02/2018, onde a execução da
superestrutura do pavimento cobertura estava planejada para acontecer.
A Figura 24, com o auxílio de transparência, exibe as instalações
hidrossanitárias do barrilete, que foi prevista para ser executada entre os
dias 06 e 09/04/2018. Na Figura 25 utilizou-se um corte para que a
exibição das tarefas internas pudesse ser mostrada, para o dia
04/06/2018 programou-se a execução do revestimento externo de uma
das fachadas, a instalação do forro do pavimento subsolo e a pintura
interna do pavimento superior. Por fim, a Figura 26 exibe a simulação
75
das tarefas previstas para 09/07/2018, envolvendo pintura interna e
externa e instalação de esquadrias.
Figura 23 - Simulação das atividades planejadas para 05/02/2018.
Fonte: Autora (2018).
Figura 24 - Simulação das atividades planejadas para 09/04/2018.
Fonte: Autora (2018).
76
Figura 25 - Simulação das atividades planejadas para 04/06/2018.
Fonte: Autora (2018).
Figura 26 - Simulação das atividades planejadas para 09/07/2018.
Fonte: Autora (2018).
77
Nos casos em que há necessidade de exportar a simulação 4D,
para apresentação para equipe ou cliente, por exemplo, há a
possibilidade de exportar o vídeo diretamente da guia Simulate ou
através da ferramenta Animator. A primeira opção é a mais simples,
porém a simulação fica restrita a um ângulo estático. Utilizando a
segunda opção pode-se trabalhar com diversos ângulos de visualização,
e diferentes efeitos, favorecendo a observação de determinadas tarefas.
Pode-se, por exemplo, criar cortes, ocultar elementos e utilizar da
transparência para favorecer a visualização.
4.5.3 Simulação 4D para acompanhamento do Avanço Físico
A modelagem 4D também pode ser utilizada para analisar e
monitorar o avanço físico de um projeto, podendo ser transformada em
uma ferramenta de controle de fácil manuseio e manipulação. Através
dela pode-se analisar a velocidade do andamento da obra e as possíveis
causas de atrasos.
Utilizando boletins de medições, feitos pelo coordenador da obra
em campo, o cronograma foi atualizado no Microsoft Project® com as
datas reais de execução de cada atividade. A partir disso, necessita-se
atualizar esses novos dados no Navisworks®.
Nesta situação, tem-se 4 datas relativas a cada atividade. Para que
o Navisworks® leia corretamente as datas, necessita-se que elas sejam
vinculadas aos campos corretos dentro do software. Como na
importação feita na modelagem 4D já foram vinculadas as datas de
início e fim da linha de base, basta sincronizar as informações através do
comando Refresh e da opção Synchonize.
Para identificar as variações das atividades quanto ao prazo de
início e fim através do modelo, deve-se configurar cores diferentes para
estas situações. Neste trabalho optou-se por adicionar a cor azul para as
tarefas que se iniciam antes do prazo e roxo para aquelas em atraso.
Dessa forma pode-se observar instantaneamente se uma etapa está com
problema.
Na Figura 27, pode-se observar que as tarefas referentes ao
fechamento de alvenaria do pavimento subsolo tiveram início real
antecipado do início planejado, pois estão com cor azul. No entanto, na
Figura 28 verifica-se que a Impermeabilização das Lajes da Cobertura
teve seu início atrasado, estando com a cor roxa.
A Figura 29 e a Figura 30 mostram a simulação na mesma data,
13/03/2018. Na primeira tem-se a simulação com as datas reais, já na
segunda tem-se a simulação do que foi planejado para aquele período,
78
Figura 27 - Simulação do status real da obra em 18/2/2018.
Fonte: Autora (2018).
Figura 28 - Simulação do status real da obra em 30/05/2018.
Fonte: Autora (2018).
79
Figura 29 - Simulação do status real da obra em 13/03/2018
Fonte: Autora (2018).
Figura 30 - Simulação do programado da obra em 13/03/2018.
Fonte: Autora (2018).
80
ou seja, de como a mesma deveria se encontrar na data em questão.
Essas simulações podem ser visualizadas lado a lado, abrindo duas
janelas do software. Comparando as duas através das cores, nota-se que
houve um atraso na concretagem da superestrutura do pavimento
barrilete, contudo, as tarefas referentes ao fechamento das alvenarias
foram adiantas.
Essa comparação entre o planejado e o executado é útil para
conferir se o plano está sendo cumprido de acordo com o estabelecido.
No estudo em questão não houve grandes discrepâncias durante o
período analisado, porém com as pequenas variações que ocorreram é
previsto um pequeno atraso na finalização da obra. Diante disso, o
modelo 4D e as simulações podem contribuir para o replanejamento e
para as tomadas de decisões.
4.6 MAPEAMENTO DOS PROCESSOS ENVOLVENDO O BIM
4D
Após a realização das atividades, as melhores práticas
desenvolvidas e o fluxo de trabalho executado para a realização da
modelagem e da simulação 4D foram registrados através de
fluxogramas.
De maneira geral, pode-se afirmar que a preparação do modelo
para a simulação 4D e o acompanhamento do avanço físico divide-se em
5 grandes etapas, sendo elas:
1. Criação dos Arquivos: Criação dos arquivos para leitura no
Navisworks® de acordo com os arquivos de modelagem de
cada disciplina. Essa etapa difere-se com o tamanho dos
arquivos/empreendimentos, no caso de empreendimentos
grandes, cujos arquivos consequentemente se tornam
grandes, a escolha apropriada do formato a ser utilizado é
crucial para as próximas fases, pois garante um bom
funcionamento do modelo graças a leveza ou não do mesmo;
2. Configuração dos Sets e Ajustes de Modelo: Criação e (ou)
adequação dos sets, se existirem modelos base, de acordo
com a EAP de planejamento, adequando os modelos 3D
quando necessário;
3. Replicação dos Sets para todos os Pavimentos/Torres: Duplicar e ajustar Sets criados em etapa anterior, a fim de se
obter os Sets para todas as unidades que constituem o
edifício;
81
4. Configuração da Animação: Configurar animação da
câmera e dos elementos para adequada visualização da
simulação 4D, a fim de obter uma visão clara sobre as
atividades correntes no período simulado. Trabalho prévio a
renderização do vídeo;
5. Renderização do Vídeo e Pós-Produção: Renderização do
vídeo no Navisworks® com resolução adequada, pós-
produção com inserção de abertura e logo utilizando
programa Camtasia, e salvar arquivo NWD com a simulação
4D configurada.
A elaboração dos fluxogramas visa à padronização de tais
processos e a descentralização do know how na empresa X. Portanto, a
Figura 31, Figura 32, Figura 33 e a Figura 34 ilustram as atividades a
serem realizadas, com base nas especificações e padrões existentes na
empresa X.
4.7 ANÁLISE DE RESULTADOS
Ao longo desta pesquisa foram descritas todas as etapas do
processo de modelagem 4D e sua aplicação no planejamento e controle
do avanço físico da obra estudada. Como produtos, obtiveram-se dois
vídeos representativos do planejamento executivo da obra e os
fluxogramas dos procedimentos para tais realizações.
Os vídeos e o modelo 4D configurado para o monitoramento da
obra foram apresentados aos responsáveis pela obra em questão e para
alguns colaboradores da empresa Y, abrangendo coordenadores e
técnicos de obras. Através de uma posterior conversa, guiada por um
breve questionário, foram coletados feedbacks e potencialidades
referentes ao uso do BIM na gestão de obras. As perguntas e a
compilação das respostas e percepções são apresentadas a seguir.
Vê-se potencialidade em melhorar a comunicação com os
envolvidos na obra?
A comunicação entre os envolvidos na obra se torna mais fácil,
visto que a comunicação passa a ser baseada na percepção visual. Isso
faz com que a informação do que está acontecendo na obra seja
assimilada por técnicos e leigos, diminuindo a discrepância de
interpretações e facilitando o repasse de informações. Podem-se realizar
reuniões com a equipe construtiva sanando dúvidas e, principalmente,
vê-se um diferencial no repasse de informações para o cliente. Isso
82
favorece a integração entre o responsável pelo planejamento, o
coordenador da obra, os terceirizados/construtor e o cliente.
A simulação 4D auxilia no desenvolvimento do planejamento e no
replanejamento de obras?
A possibilidade de visualizar a simulação da obra sendo
construída permite a visualização antecipada de problemas que seriam
encontrados apenas na obra. Tem-se maior facilidade para visualizar e
interpretar os cronogramas, reduzindo a complexidade quando
comparado com o os métodos tradicionais. No entanto, na opinião de
uma das coordenadoras de obra, o esforço desprendido para a execução
da simulação 4D não é tão viável e não trás tantos benefícios em obras
pequenas, devido a simplicidade das mesmas e a facilidade de “tocar a
obra”. Diferentemente da opinião dos demais, que afirmam que mesmo
com a facilidade de gerenciar uma obra pequena o fato de visualizar as
alternativas para a execução é um grande diferencial.
Vê-se potencialidade no uso para o acompanhamento e controle da
obra?
O acompanhamento do avanço físico foi claro e visual. A
possibilidade de diferenciar por cores o andamento das atividades e
realizar simulações comparativas permite um acompanhamento mais
rigoroso e auxilia na tomada de decisões. Além disso, esse
acompanhamento facilita a identificação de possíveis incoerências entre
o que foi previsto e está sendo realizado, consequentemente nas
mudanças de caminho crítico. Nesse ponto, também foi levantado por
uma das coordenadoras a viabilidade e as vantagens da aplicação em
obras pequenas, embora na visão dos demais os pontos positivos da
aplicação superam o esforço da aplicação.
Destaca-se aqui que para uma representação realística do
planejamento, é primordial a integração entre o setor de modelagem e de
planejamento para que os procedimentos de execução das atividades
sejam previamente conhecidos e a finalidade da aplicação e
desenvolvimento do projeto seja estabelecida. Isso garante uma
adequada vinculação entre a EAP de planejamento e o modelo, reduzindo retrabalhos de modelagem para a vinculação dos elementos
do modelo às atividades e reduzindo atividades desnecessárias.
83
Figura 31 – Fluxo Geral Modelagem BIM 4D
Fonte: Autora (2018).
84
85
Figura 32 - Fluxo Geral Configuração dos Sets
Fonte: Autora (2018).
86
87
Figura 33 - Fluxo Geral Simulação BIM 4D.
Fonte: Autora (2018).
Figura 34 - Fluxo Geral Modelagem 4D para acompanhamento do avanço físico.
Fonte: Autora (2018).
88
89
5 CONCLUSÕES
O presente trabalho apresenta uma contribuição na difusão da
aplicação do BIM no setor da construção civil, que visando elevar a
produtividade do setor, vem investindo em métodos e inovações
tecnológicas. Neste trabalho, buscou-se a padronização dos processos
envolvendo BIM de uma empresa do setor da construção civil e a
aplicação do BIM 4D para o acompanhamento do avanço físico de uma
obra, para posterior levantamento das melhores práticas e padronização
do processo.
O objetivo principal da pesquisa foi estruturar o processo de
modelagem BIM 4D de uma empresa do setor de construção civil. Para
alcançá-lo, foram atingidos os objetivos específicos. De fato, para a
compreensão da inserção da modelagem 4D na Empresa X, foram
desenvolvidos os fluxogramas do processos que abrangem a modelagem
BIM 4D. A pesquisa teve sucesso em aplicar a modelagem 4D ao
planejamento e controle uma obra, permitindo na sequência o sucesso
do terceiro objetivo específico, a análise dos resultados e percepções da
aplicação da modelagem BIM 4D a partir de entrevistas com os
envolvidos.
Como o BIM é um tema relativamente novo, mesmo no âmbito
acadêmico, não é possível afirmar com exatidão quais são os melhores
métodos para seu uso no acompanhamento de obras, em virtude da
necessidade da elaboração de mais trabalhos para a extração de
indicativos e comparativos. Porém, como resultados deste trabalho
pode-se afirmar que a modelagem 4D garante a realização de
planejamentos mais consistentes e traz mais eficiência e rigor no
acompanhamento de obras.
Diante disso, a execução de processos já conhecidos da
construção civil pertinentes ao planejamento e controle de obras
associados à tecnologia BIM se revelou favorável, visto que facilita a
visualização destes processos e a comunicação entre as equipes. No
entanto, a implementação do BIM no Brasil, principalmente da
modelagem 4D, ainda é baixa, tanto pela resistência à mudança quanto
pela dificuldade e custos de implementação. Isso traz incertezas às
intenções de empresas em adotar a tecnologia, mas com uma correta
preparação, com a integração entre as diversas fases da construção,
desde o projeto, o orçamento, planejamento e controle, e tendo em
mente de que a qualidade do produto final está associada com a
assertividade das informações inseridas, seu uso será eficiente.
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Como sugestões para trabalhos futuros, podem ser elaborados
métodos para extração de indicativos a respeito da utilização da
modelagem 4D ao planejamento e controle de obras e avaliar a
aplicação de um modelo 4D para o planejamento e controle de obras
com a utilização de softwares diferentes dos empregados neste estudo.
Por fim, a utilização das tecnologias BIM depende dos custos
atrelados na implantação e o retorno dado na redução dos custos do
gerenciamento. Esses valores dependem do nível de detalhe e até do
tamanho do empreendimento, mas também do nível de maturidade e
entendimento dos processos envolvidos, podendo não ser positiva sua
implementação total. Entretanto, espera-se que tais tecnologias sejam
amplamente aplicadas no setor construtivo, diante do seu potencial de
esclarecer processos, desde a concepção, na sua construção e após na
sua manutenção.
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95
APÊNDICE A – Planejamento da Obra Revisado
Figura 35 - Planejamento da Obra Completo
(Continua)
96
(Continuação)
(Continua)
97
(Continuação)
(Continua)
98
(Continuação)
(Continua)
99
(Continuação)
(Continua)
100
(Continuação)
Fonte: Autora (2018).
