APÊNDICE A

APÊNDICE A

ENGENHARIA BÁSICA E OS "OUT-PUTS" DO ANTEPROJETO

O passo posterior ao Anteprojeto é a Engenharia Básica. A Engenharia Básica transformará os parâmetros definidos no Anteprojeto em algo que efetivamente possa dar início à execução do empreendimento, tais como a compra de equipamentos ou o detalhamento para a montagem. Os outputs de Anteprojeto serão, portanto, os inputs para a Engenharia Básica.

Este capítulo tem por objetivo sistematizar a Engenharia Básica, e especialmente identificar seus inputs, como forma de auxiliar o desenvolvimento do modelo de elaboração do Anteprojeto, desenvolvido no capítulo 4.

A sistematização aqui elaborada está voltada para projetos que alterem ou influam significativamente sobre os meios de produção, pois são justamente estes os que requerem a elaboração de Engenharia Básica. Mesmo situações mais simples, voltadas a lançamento de novos produtos, como a referida por Hammer e Champy( 82 ), no capítulo 2, figura 2.2, baseada em Engenharia Simultânea, exigirão Engenharia Básica caso as modificações nos meios de produção sejam relevantes.

A.1- Os Objetivos da Engenharia Básica

A Engenharia Básica é a etapa do empreendimento industrial na qual é elaborado o Projeto Básico que, segundo Gerhard(74), "destina-se a consolidar diversos aspectos de engenharia de uma planta, antes que sejam efetuados dispêndios importantes com aquisição de componentes, desenhos detalhados e execução de obras". Ainda, segundo Gerhard, "o Projeto Básico não é Anteprojeto. O que é definido no Projeto Básico é para ser executado. Entretanto, o Projeto Básico não se destina diretamente à execução de obras", pois é necessário adquirir os equipamentos e detalhar o projeto para este poder ser executado.

Segundo a figura 2.1, a Engenharia Básica antecede a Engenharia de Compras e a Engenharia de Detalhe ou seja, com as informações do Projeto Básico, já deve ser possível comprar os equipamentos principais. Uma vez comprados os equipamentos principais e, com outras informações do Projeto Básico, pode-se passar à etapa da Engenharia de Detalhe para o detalhamento do projeto ao nível que possibilite a execução.

Também o projeto básico fornece os subsídios para o projeto organizacional (estudo administrativo organizacional para o gerenciamento e operação da unidade) e para o Gerenciamento da Implantação, pois é após o Projeto Básico que se tem uma noção mais precisa de recursos e prazos para o empreendimento.

A figura A.1 resume o fluxograma do Empreendimento Industrial, onde está inserida a Engenharia Básica.

Se o Anteprojeto é importante para a tomada de decisão e conseqüente definição dos parâmetros do empreendimento: produto, mercado, estratégia de produção, tecnologia, processo, localização, tamanho, o Projeto Básico o é por ser o verdadeiro ponto de partida para a execução do projeto. Nada menos do que quatro importantes funções têm início com o término do Projeto Básico: Compra de Equipamentos, Projeto Detalhado, Gerência do Empreendimento e Projeto Organizacional.

Figura A.1 - Engenharia Básica e o Fluxograma do Empreendimento

O Projeto Básico já não é estratégico. O Anteprojeto ainda abrange aspectos estratégicos pois, para traduzir as estratégias globais em parâmetros para o Projeto Básico, passa-se necessariamente por estratégias e políticas funcionais. Já o Projeto Básico é engenharia pura.

Conforme já comentado no capítulo 2, e confirmado pela própria pesquisa empírica, a separação entre Anteprojeto e Engenharia Básica é nítida em empreendimentos e grandes empresas. Para pequenas empresas, a etapa de definição de processo/tecnologia, pode abranger definições a nível de Projeto Básico, especialmente para empresas de segmentos de produtos com forma, especialmente quando ocorre desenvolvimento do produto. Como resultado, por questão de economia, a Engenharia Básica é subestimada, comprometendo o resultado do empreendimento.

A.2- Os Componentes da Engenharia Básica

O Projeto Básico é, na realidade, apenas um dos componentes da Engenharia Básica.

Em empreendimentos complexos a Engenharia básica pode estar composta de 4 etapas:

Revisão do Anteprojeto;

Projeto Conceptual

Projeto Básico

Reanálise do Investimento

Se já não disponíveis, o Projeto do(s) Produto(s) e o Projeto de Fabricação também são pertinentes, ou pelo menos simultâneos à fase de Engenharia Básica. Mas isso acontece no caso de indústrias de produtos "com forma". A indústria de produtos com forma (basicamente indústria mecânica) contrapõe-se à indústria de produtos "com propriedade" (basicamente indústria química), onde a ênfase é no desenvolvimento de processo.

A figura A.2 apresenta o fluxograma com as etapas da Engenharia Básica.

A.2.1- Revisão do Anteprojeto

Esta etapa se faz importante em projetos de grande porte, cujo prazo decorrido entre o final do Anteprojeto e o início da Engenharia Básica seja demasiado longo (mais de 1 ano). Em empreendimentos de grande porte, principalmente envolvendo parcerias de capital e tecnologia, pode ocorrer um demorado processo de negociação até a tomada de decisão pela elaboração da Engenharia Básica, bem como o próprio processo de licitação para a escolha da empresa de engenharia também pode ser demorado.

Isto implica que, em muitos casos, pode ser necessária a revisão de alguns pontos críticos do Anteprojeto.

Figura A.2 - Fluxograma das etapas da Engenharia Básica

Os itens a serem revisados no Anteprojeto situam-se nos pontos de decisão: mercado, localização, tecnologia, processo, tamanho, investimentos e recursos.

1 - Mercado: o quê?

quanto?

a quem?

onde?

como? comercializar.

Exemplos de motivações para revisão:

- Mudanças no meio-ambiente externo, mais especificamente no ambiente governamental, por alterações na legislação do comércio exterior.

- Aparecimento de um novo produto ou empresa concorrente, alterando as forças competitivas.

Um caso clássico de revisão do Anteprojeto, especialmente do Estudo de Mercado, é o de unidades siderúrgicas de Perfis Laminados. Via de regra, são projetos de grande porte e longo amadurecimento em que a demanda para a gama de produtos laminados deve ser revista para a definição das características dos trens de laminação.

2 - Localização: onde produzir?

Exemplos de motivações para revisão:

- Alterações nas políticas de incentivos fiscais

- Alterações no sistema de transportes

- Novas linhas de financiamento com diferenciações locacionais

3 - Tecnologia e Processo: o quê?

como? produzir.

Exemplos de motivações para revisão:

- Alterações de legislação ambiental

- Novo fator tecnológico

- Abertura para importação de tecnologia/equipamentos

- Novo encargo social sobre a remuneração dos trabalhadores

4 - Tamanho: quanto produzir?

Exemplos de motivações para revisão:

- Alterações em políticas de financiamento em função do porte do empreendimento

- Diminuição de disponibilidade de recursos próprios

5 - Investimento e recursos

Exemplos de motivação para revisão

- Alteração no quadro financeiro da empresa com aumento ou diminuição de recursos disponíveis

- Mudanças nas políticas de negócios, como por exemplo o aumento da Taxa Mínima de Atratividade

- Alterações nos parâmetros de financiamento de longo prazo

- Alterações na legislação para importação de equipamentos

A.2.2- Projeto Conceptual

Embora o Anteprojeto já defina as Estratégias de Produção e até caracterize o processo produtivo, esta caracterização é necessária apenas no sentido de se estimar investimentos, receitas e custos e, com isso, analisar a viabilidade. No Anteprojeto, muitos detalhes não são ainda analisados.

Um caso típico seria o de uma aciaria elétrica, para a qual o Anteprojeto indicou a utilização de fornos a arco com capacidade de 50 toneladas. Essa aciaria poderia utilizar na sua unidade fabril, um forno a arco de 50 toneladas ou dois fornos de 25 toneladas. Normalmente com dois fornos ocorrem uma série de desvantagens econômicas iniciais:

- Maior investimento

- Maiores custos de operação

- Maiores custos de manutenção,

custos esses que podem ser compensados por vantagens:

- Maior flexibilidade para programação da produção

- Maior flexibilidade para programação da manutenção

- Menores riscos de parada da fábrica,

que, podem reverter os aparentes custos maiores.

Decisões como essa, a um nível de detalhe não justificado para os objetivos de um Anteprojeto, mas necessárias para que se inicie o Projeto Básico, são tomadas com base no Projeto Conceptual, ou seja, o projeto que concebe a unidade fabril.

Assim, para os setores de produção, o Projeto Conceptual envolve definições como:

- linhas de montagem ou células de fabricação em indústria de produtos "com forma", estas baseadas em tecnologia de grupos.

- linhas de processo em indústrias de produtos "com propriedade" (indústrias químicas ou siderúrgicas).

- número de equipamentos paralelos em cada linha de montagem ou processo.

- política de silos-pulmões em indústrias de produtos "com propriedade".

- armazenagens intermediárias em indústrias de produtos "com forma".

- controle de processo.

- transportes internos.

Para setores auxiliares, o Projeto Conceptual envolve definições como:

- centralização ou distribuição de cada utilidade:

vapor

ar comprimido

água desmineralizada

resfriamento

energia elétrica

outras.

- controle de qualidade.

- parâmetros para o tratamento de efluentes.

Essas concepções são necessárias para se desenvolver o Projeto Básico, a ser visto no próximo item.

A.2.3 - Projeto Básico

O Projeto Básico consiste num conjunto de documentos capaz de proporcionar os elementos técnicos necessários à compra dos principais equipamentos de processo e auxiliares, bem como elementos para o detalhamento do projeto (projeto Detalhado), após definida a compra dos equipamentos, e ainda, informações para uma análise mais precisa do investimento com a conseqüente tomada de decisão para o prosseguimento ou não do empreendimento pois, após o término da etapa de Engenharia Básica, teria-se o "point of no return", objeto de explicação ainda neste capítulo.

O quadro A.1 apresenta os principais componentes de um Projeto Básico de ordem geral, com ênfase no processo, com produção em linha.

Quadro A.1 - Componentes de um projeto básico

Segundo Gerhard(74), é possível definir dois tipos de plantas:

-dominadas por equipamentos

-dominadas por sistemas

No primeiro tipo, o processamento é efetuado por um equipamento específico, com o restante das instalações constituindo-se em auxiliares. É o caso de um laminador ou uma injetora de plástico ou ainda, teares.

Já no segundo caso, um grande conjunto de equipamentos com funções distintas participam do processamento. Plantas de síntese química ou beneficiamento de minérios enquadram-se nesse segundo caso.

A relação de componentes do Projeto Básico do quadro A.1 ajusta-se ao segundo caso. No primeiro caso, ou seja, unidades com base em equipamentos, os documentos ligados a sistemas, como fluxogramas e balanços, têm menor importância, em detrimento de uma ênfase maior para o "layout" e suporte do(s) equipamento(s) principal(is).

Os quatro primeiros itens do quadro A.1, constituem-se no Projeto de Processamento, e estão baseados no Desenvolvimento/Projeto de Processo, visto em A.2.5.

As indústrias de produtos com forma, as chamadas indústrias manufatureiras enquadram-se como indústrias dominadas por sistemas, porém a documentação relativa aos processos pode se diferenciar substancialmente.

Para a indústria de produtos com forma, o Projeto Conceptual, baseado na estratégia de produção indicada no Anteprojeto e em Tecnologia de Grupo, define a seqüência de operações para cada produto, as células de fabricação e seus graus de flexibilidade e automatização além do grau de integração inter-células. O Projeto Básico definirá o ferramental e os planos de usinagem e inspeção bem como caracterizará cada equipamento de cada célula (máquinas operatrizes), o "lay out", os sistema de transporte e armazenagem de cada célula e inter-células, e os sistemas computacionais de Planejamento e Controle das células e da fábrica.

Há ainda o caso extremo de indústrias de produtos com forma, onde há flexibilidade máxima, ou seja, indústrias tipo "job-shop", onde a ênfase maior é no "dimensionamento do número de postos de trabalho de cada seção" (em lugar dos fluxogramas quantitativos ou células de fabricação), o "lay out" da fábrica e o transporte entre setores.

A.2.4- Reanálise da Viabilidade

O Projeto Básico possibilita um maior conhecimento sobre o empreendimento industrial. Isto se traduz em maior precisão nas estimativas de :

-investimentos

-custos de produção

-prazos de implantação

O Projeto Básico possibilita uma razoável melhora da precisão na estimativa para custos de produção, prazos de implantação do projeto e para os investimentos. Para este último item, por exemplo, Timmerhaus(147) confere uma margem de erro entre 5 e 10% ao nível de Projeto Básico, contra 20 a 30% ao nível de Anteprojeto.

Isto se deve ao fato de, ao nível de Projeto Básico, já se conhecer o número e os tipos de equipamentos, embora não ainda as marcas de seus fabricantes. Uma boa noção sobre os prédios industriais e as instalações, também já é obtida com o Projeto Básico.

O dimensionamento do investimento, bem como dos tipos de recursos para financiá-lo, já é possível.

Com o conhecimento claro do(s) processo(s), é possível estimar os custos de produção.

Por fim, com uma melhor noção sobre a complexidade do empreendimento , é possível também melhorar a estimativa dos prazos de implantação.

Essas informações são as necessárias para a reanálise da viabilidade do empreendimento. Este ponto caracteriza-se como o "point of no return", conforme Jones(96), pois agora se iniciam simultaneamente o Gerenciamento do Empreendimento, a Engenharia de Compras, a Engenharia de Detalhe, a Engenharia de Montagem e o Projeto Organizacional.

A descoberta de parâmetros e índices de avaliação substancialmente diferentes aos encontrados no Anteprojeto ou na sua primeira revisão, indicarão a necessidade de alterações no Projeto Conceptual e, conseqüentemente, no Projeto Básico. Ou mesmo, uma nova revisão dos parâmetros para início da Engenharia Básica, pode ser necessária.

Além da revisão dos índices de avaliação, esta etapa deve produzir os cronogramas físicos e financeiros do empreendimento, que darão subsídios ao Gerenciamento do Empreendimento na sua organização e planejamento de prazos e recursos.

A figura A.3 apresenta o Diagrama de Fluxo de Dados da Engenharia Básica, relacionada com as demais etapas do Empreendimento Industrial.

Figura A.3 - Diagrama de fluxo de dados para a Engenharia Básica

A.2.5- Desenvolvimento de Processo e Desenvolvimento de Protótipo/Produto

Estratégias que levem a alterações significativas, notadamente em casos de diversificação (envolvendo novos produtos) ou redução de custos (envolvendo novos processos), normalmente implicam em desenvolvimento ou absorção de processos (indústrias de produtos com propriedade) ou de desenvolvimento de protótipos/produtos (indústrias de produtos com forma).

O desenvolvimento de processo se dá num primeiro nível, com a Pesquisa em Bancada, segundo Oliveira(142). A pesquisa feita em unidade de bancada se destina aos estudos sobre as variáveis de processo e, se for suficientemente instrumentada e com forte apoio analítico, pode permitir a passagem direta para a Engenharia Básica ("scale-up"), no caso de especialidades químicas.

No caso de produtos de base (commodities), normalmente é necessária a construção de unidades experimentais de maior porte, usualmente denominadas de:

- Unidade Piloto, quando os estudos deverão se concentrar no sistema reacional.

- Unidade Protótipo, quando se constrói um módulo miniaturizado do processo integrado em todas suas etapas, incluindo estudos da dinâmica do processo (ciclos, rendimentos e reciclos), co-produtos, efluentes e composições qualitativas e quantitativas das correntes intermediárias e produtos.

Tanto a Unidade Piloto como a Unidade Protótipo produzirão para testes mercadológicos e gerarão dados confiáveis para o Projeto Básico.

O Desenvolvimento de Protótipo/Produto (indústrias de produtos com forma) comentado em 2.1, será a base para o projeto de processo e a definição, ou da linha de montagem, ou das células de fabricação ou do dimensionamento das seções ("job-shop"), a nível de Projeto Conceptual, de acordo com a estratégia de produção indicada no Anteprojeto.

Em indústrias de produtos " de ponta", conforme a figura 2.2 , adaptada de Hammer, a importância da rapidez de lançamento do produto faz com que o seu desenvolvimento se dê simultaneamente ao desenvolvimento da infra-estrutura para produzi-lo, com um possível encarecimento do processo compensável pelo lucro operacional de sua comercialização prematura.

A.3- Os "inputs" para a Engenharia Básica

A Engenharia Básica compõe-se, como já visto, da revisão do Anteprojeto, do Projeto Conceptual, do Projeto Básico e da Reanálise da Viabilidade, esta última já com as características da fábrica definidas.

Enquanto o Anteprojeto transformava estratégias globais em parâmetros para a Engenharia Básica, passando por estratégias específicas, a Engenharia Básica concentra-se ao nível de fábrica. Deve dar os elementos para o início do processo de implantação: Gerenciamento, Organização e Compras de Equipamentos principais. Os parâmetros que a Engenharia Básica necessita processar, a partir do Anteprojeto, para atingir seus objetivos, são comentados a seguir.

1 - Informações de Mercado

- Definição dos produtos: bitolas, composições, embalagens, requisitos para transporte, normas técnicas, etc....

- Esquema de distribuição e transporte dos produtos

- Sazonalidades de comercialização

- Variações de demanda

- Programa de comercialização

2 - Informações de Localização

- Micro-localização, pois alguns fatores, estudados a nível de Projetos Conceptual e Básico, como declividade, qualidade do solo, características climáticas, poderão ter grande influência nas definições da fábrica

3 - Informações sobre Produção

- Estratégias de Produção

- Sistemas de Produção: operações, transporte interno e graus de flexibilidade e automação

- Dimensionamento preliminar das utilidades e instalações auxiliares

- Suporte Tecnológico (investimento permanente em pesquisa)

- Matérias-Primas disponíveis, sua sazonalidade e informações sobre outros insumos

- Mão-de-Obra disponível

- Estratégias ou políticas quanto a recursos humanos

- Sazonalidade da Produção

- Programa de Produção

- Controle de poluição

4 - Informações sobre Tamanho

- Escalas para cada família ou tipo de produto

- Esquemas de modularização

- Nível ótimo de utilização da capacidade

5 - Informações sobre investimentos e recursos

- Limitações de recursos disponíveis

- Limitações legais ou imposições quanto a tipo ou procedência de ativos, especialmente equipamentos

- Limitações de Prazo

Estas parâmetros são a base para o desenvolvimento da Engenharia Básica. Um Anteprojeto deve prover estas informações, ou seja, transformar estratégias em diretrizes mais específicas, ou seja, parâmetros.