Diversos esforços têm sido dirigidos à melhoria do setor da construção civil no mundo inteiro, podendo ser destacado como um dos principais focos o processo de planejamento e controle da produção (PCP). Este processo tem grande impacto no desempenho dos empreendimentos de construção, em relação aos seus custos, prazos, qualidade e segurança. Uma das principais iniciativas realizadas para a melhoria do PCP foi o desenvolvimento e disseminação do Sistema Last Planner de Controle da Produção (LPS). Esse sistema vem sendo aplicado em diversos países desde meados da década de 1990. O principal indicador do LPS é o Percentual de Planos Concluídos (PPC), que mede a eficácia do planejamento. Contrastando com o elevado número de estudos qualitativos realizados sobre a implementação do LPS, poucas análises quantitativas foram realizadas sobre o impacto de sua implementação e os fatores que afetam a sua eficácia. A partir da construção de uma grande base de dados de empreendimentos, o presente trabalho buscou avaliar o impacto da eficácia de sistemas de PCP, baseados no LPS, no desempenho de empreendimentos da construção civil quanto ao custo e ao prazo. Buscou avaliar também influência de práticas de gestão da produção na construção civil na eficácia destes sistemas de PCP. A base de dados utilizada contém indicadores de PPC, desvio de custo, desvio de prazo, boas práticas de PCP e boas práticas de canteiros de obras. Através da técnica de regressão múltipla foram realizadas diversas análises. Como principais conclusões apontam-se algumas evidências sobre a forma como o PCP influencia o desempenho dos empreendimentos e a importância das boas práticas de PCP e de canteiros de obras na eficácia do planejamento. Apesar de as análises apresentarem níveis de correlação relativamente baixos, devido a algumas limitações dos dados disponíveis, observou-se uma forte consistência nos modelos de regressão desenvolvidos. / Several efforts for improving the construction sector have been made worldwide, and one of the main focus has been the production planning and control process This process has a large impact on the performance of construction projects, in terms of cost, time, quality and safety. One of the main initiatives for improving the planning and control process has been the development and dissemination of the Last Planner System of Production Control (LPS). This system has been used in many different countries since the mid Nineties. The main performance indicator of the LPS is the Percentage of Plans Completed (PPC), which measures planning effectiveness. In contrast with the large number of qualitative studies on the implementation of LPS, very few quantitative analyses have been undertaken on the impact of its implementation and on the factors that affect its effectiveness. Based on the construction of a large project database, this research study aims to assess the impact of LPS based production planning and control systems on the performance of construction projects in terms of cost and time. This investigation has also analysed the impact of a set of production management practices on the effectiveness of those planning systems. The database contains the following indicators: PPC, cost deviation, time deviation, good production planning and control practices, and good site management practices. Several analyses were carried out using regression analysis techniques. As main conclusions, the study provided some evidences on the way production planning and control influences project performance, and the importance of good production planning and control practices, and site management practices on the effectiveness of planning and control. Despite the fact that some of the analyses indicated a fairly low correlation index, due to some limitations on the data available, the regression models produced were very consistent.

Embora comum na indústria, o Projeto do Sistema de Produção (PSP) ainda é pouco realizado na construção civil. Estudos anteriores apontaram para a necessidade de empregar ferramentas capazes de modelar e avaliar os efeitos da interdependência, da complexidade e da variabilidade no desempenho dos sistemas de produção na construção, como a simulação computacional, ainda é pouco usada na construção civil. Desta forma, este trabalho teve como objetivo geral propor um modelo para a elaboração do Projeto do Sistema de Produção de empreendimentos da construção civil a partir da utilização da simulação computacional como ferramenta de apoio à tomada de decisão, tendo como ponto de partida o modelo anteriormente desenvolvido. Como estratégia de pesquisa optou-se pela pesquisa construtiva, caracterizada pela implementação de construções inovadoras para a solução de um problema com relevância prática, através do aprendizado baseado na experimentação e na reflexão teórica. A partir de uma revisão de literatura, este trabalho foi dividido em três fases. A fase exploratória consistiu da análise e seleção do software de simulação e de um estudo exploratório. A fase de desenvolvimento consistiu na realização de quatro estudos de caso nos quais avaliou-se o emprego da simulação no PSP. Na fase de análise e reflexão, discutiu-se quatro funções básicas do PSP: promover discussões e questionamentos; incentivar a adoção de uma visão sistêmica; sistematizar, formalizar e registrar decisões; e estabelecer um estado futuro a ser alcançado. Quanto à simulação, seu emprego permitiu o teste de diferentes cenários relacionados a mudanças na estratégia de ataque do empreendimento, ao dimensionamento da capacidade dos recursos de produção entre outros. Propôs-se, ainda, a estratégia de reutilização de modelos como forma de reduzir o tempo de desenvolvimento dos estudos. O modelo proposto, que tem seu escopo limitado a decisões de caráter operacional, divide o PSP em duas fases que não são estanques, devendo sobrepor-se: a fase estática, baseada no modelo anterior de elaboração do PSP; e a fase dinâmica, na qual são desenvolvidos os modelos de simulação e testados cenários para apoiar a tomada de decisão. / Though common in industry, the Production System Design (PSD) is still seldom used by the construction sector. Previous studies have pointed to the need to use tools to model and evaluate the effects of interdependence, complexity and variability in production system performance, such as computer simulation. Thus, this study aimed to propose a model for designing production systems of construction projects based on the use of simulation as a tool to support decision-making, whose starting point is a previously developed model. The constructive research approach is characterized by implementing innovative constructions to solve a specific and practically relevant problem through learning based on experimentation and theoretical reflection. Based on literature review, this study was divided into three phases. The exploratory phase consisted of the analysis and selection of simulation software and an exploratory study. The development phase consisted of four case studies in which the use of simulation in the PSD was evaluated. At the analysis and reflection phase four basic functions of the PSD were discussed: promoting discussion and questions; encouraging the adoption of a systemic view; formalizing and recording decisions; and establishing a state to be reached. The use of simulation allowed the testing of different scenarios related to project installment strategy changes and in the capacity planning of production resource planning capacity among others. A strategy for reusing models was also proposed in order to reduce the development time of the studies. The proposed PSD model, which has its scope limited to decisions of operational nature, is made up of two overlapping phases: the stochastic phase, based on the previously proposed PSD model, and the dynamic phase, in which simulation models are developed and scenarios are tested to support decision-making.

A sobrevivência das organizações em cenários altamente competitivos tem exigido a melhoria da eficiência, flexibilidade e qualidade dos sistemas de produção (DE RON, 1998). Neste âmbito, a programação de tarefas assume grande responsabilidade ao suportar o planejamento e controle da manufatura, garantindo que estes processos estejam alinhados com os objetivos estratégicos das organizações. Esta dissertação aborda a programação de tarefas em sistemas de pintura com tempos de setup dependentes da sequência do processamento. No primeiro artigo é proposta uma sistemática para liberação do tamanho de lote que minimiza a soma dos custos de setup e pintura. Na sequência, os lotes liberados são sequenciados utilizando as regras Apparent Tardiness Cost (ATC) e Apparent Tardiness Cost with Setups (ATCS). Quando aplicado em processo de pintura, o ganho de eficiência da instalação medido através do Overall Equipment Effectiveness (OEE) foi de 32,84%. O segundo artigo propõe uma modificação na regra ATCS através da inclusão de um parâmetro relativo à qualidade de execução do procedimento de pintura. Tal parâmetro é justificado pelo impacto decorrente de falhas no processo de pintura, gerando atrasos de entrega. Esta nova heurística, quando aplicada no mesmo processo de pintura, elevou o OEE em 2,74%, a precisão de entrega em 2,11% e o percentual de embalagens completas ao final do processo de pintura em 8%. / The competitive industrial scenarios required companies to improve efficiency, flexibility and quality of production systems (RON, 1998). In this context, job scheduling is deemed important to support planning and control of manufacturing systems. This dissertation addresses the scheduling problem in painting systems where setups depend on the job sequence. The first paper proposes an approach to release batches aimed at minimizing the sum of setup and painting costs. The released lots are scheduled using the Apparent Tardiness Cost (ATC) and Apparent Tardiness Cost with Setups (ATCS) rules. When applied to a painting process, the proposed approach increased efficiency measured by the Overall Equipment Effectiveness 32.84%. The second article proposes a modification to the ATCS rule by including a quality related parameter. This parameter is tailored to reduce delivery delays due to quality problems. This new heuristic, when applied to the same painting process, increased the OEE 2.74%, the delivery accuracy 2.11% and the percentage of completed packages at the end of the painting process 8%.

Os controles de produção e qualidade executados no canteiro de obras têm sido frequentemente associados a trâmites burocráticos, sendo limitados a tarefas administrativas, em lugar de adicionar valor para os clientes internos e externos. Por esta razão, diversas pesquisas propuseram abordagens e indicadores para a integração entre controles de produção e qualidade. Uma das abordagens apontadas na literatura como promissora consiste no uso de dispositivos móveis, para apoiar a implementação destes controles. Tais dispositivos permitem a gestão de grandes quantidades de informações, evitando retrabalhos e erros derivados da coleta manual no papel e transcrição posterior para dispositivos digitais. Outros esforços têm se focado na integração entre os modelos de processo e produto de forma que a informação possa ser utilizada de forma mais eficaz na fase de construção. Os modelos de processo são necessários para realizar o planejamento e controle da produção, enquanto os modelos do produto são relacionados a representações 2D e 3D das obras e, mais recentemente, a modelos BIM. No entanto, a literatura sobre o uso de tecnologia da informação para implementar sistemas integrados de controle da produção e da qualidade é escassa. O objetivo do presente trabalho consiste em desenvolver um modelo para a integração entre processos gerenciais, representados pelos sistemas de planejamento e controle da produção e de gestão da qualidade, e um modelo BIM do produto, buscando facilitar o acompanhamento da execução da obra, incluindo o desempenho em termos de qualidade e a ocorrência de perdas. Foram desenvolvidos dois estudos empíricos em diferentes empresas construtoras, sendo adotada a abordagem metodológica da design science research. A principal contribuição deste trabalho está relacionada à execução da integração entre os resultados de controles pró-ativos no canteiro e o modelo BIM do empreendimento de forma sistemática. Além disso, o modelo proposto tem a possibilidade de ser adaptado para usos diversos, podendo, assim, incorporar informações correspondentes a outras fases do ciclo de vida dos empreendimentos construtivos. / Production and quality controls undertaken in construction sites have often been associated to bureaucratic procedures, being limited to simple administrative tasks, instead of adding value for internal and external stakeholders. For that reason, some research studies have proposed approaches and indicators for the integration of production and quality controls. One of these approaches pointed out in the literature is the use of mobile devices, to support the implementation of those controls. Those devices allow the management of large information batches, reducing rework and errors derived from manual paper-based data collection and further transcription to digital media. Other efforts have focused on the integration between product and process models so that information can be more effectively used during the construction phase of the project. Process models are necessary for carrying out production planning and control, while product models are concerned with 2D or 3D design, and, most recently, with BIM models. Nonetheless, the literature on the use of information technology for implementing integrated production and quality control is scarce. The aim of this research work is to develop a model for the integration of management processes, composed by production planning, control and quality management processes, and a BIM product model, in order to facilitate the monitoring of project execution, including the performance in terms of quality and the occurrence of waste. Two empirical studies were carried out in different construction companies, using the design science research approach. The main contributions of this investigation are related to the integration between some proactive control results and the BIM model in a systematic way. Furthermore, the proposed model has the possibility to be adapted for diverse uses, such as incorporating information from different phases of the construction project life cycle.

A concorrência nos mercados mundiais impõe a necessidade de aumento da competitividade das empresas que desejam assumir posições de liderança nos segmentos em que atuam. Neste ínterim, a programação de tarefas contribui para que as empresas promovam a eficiente utilização dos recursos produtivos visando a realização de seus objetivos estratégicos. Esta dissertação enfoca a programação de tarefas em máquinas paralelas não-relacionadas e com tempos de setup dependentes da sequência de processamento. Primeiramente é abordado o objetivo de minimização do atraso total e do tempo total para a conclusão de um conjunto de tarefas, através de uma heurística de três etapas que (i) ordena as tarefas pelo WSPT (Weighted Shortest Processing Time), (ii) aloca as tarefas às máquinas e (iii) aprimora a solução proposta pela etapa (ii) através de Tabu Search. Quando aplicada em um ambiente de manufatura real composto por duas máquinas paralelas não-relacionadas no processo de metalização de filmes plásticos em alto vácuo, a heurística resulta em um desvio de 1,1% para o tempo total de processamento das tarefas e 4,6% para o atraso total, em comparação ao resultado ótimo obtido por enumeração. Na sequência, o objetivo passa a ser a minimização simultânea do atraso e do adiantamento das tarefas através de uma heurística de três etapas que (i) caracteriza o conjunto de tarefas por um conjunto de métricas, (ii) aloca as tarefas às máquinas através de uma versão modificada do ATCS (Apparent Tardiness Cost with Setup) de Lee e Pinedo (1997), e (iii) aprimora a solução final com Tabu Search. A aplicação em dados reais resulta em 14% de desvio em relação à solução ótima obtida por enumeração. Quando aplicada em cenários com data de entrega, tempos de processamento e setup simulados, a heurística resulta em desvio médio de 18% da solução ótima gerada por enumeração para pelo menos 70% das simulações. / The competition in worldwide markets lead the companies to increase the competitiveness in order to take leading positions in their industries. In this sense, scheduling plays an important role leading the companies to reach their strategic goals through efficient utilization of manufacturing resources. This dissertation focuses on the scheduling unrelated parallel machines with sequence dependent setup times. First goal is to minimize the completion time and total weighted tardiness, through a three phase heuristic which (i) sort the jobs with WSPT, (ii) allocate the jobs to the machines and (iii) improve final solution with Tabu Search. Once applied to a real manufacturing environment composed by two unrelated parallel machines, in high vacuum plastic films metallisation process, the heuristic results in 1.1% of deviation from total weighted completion time and 4.6% of deviation from weighted tardiness, in relation to the optimal solution obtained from total enumeration. Next goal is the simultaneous minimization of weighted earliness and tardiness, through a three phase heuristic which (i) characterize the jobs, (ii) allocate the jobs to the machines with a modified version of Lee and Pinedo’s (1997) ATCS and (iii) improve final solution with Tabu Search. The application in real data results in 14% of deviation from the optimal solution obtained by enumeration. When applied to simulated scenarios of due date, processing and setup time, the heuristic results in average deviation of 18% from optimal solution obtained by enumeration to at least 70% of the simulations.

A presente dissertação propõe novas abordagens para seleção de variáveis com vistas à formação de grupos representativos de observações. Para tanto, sugere um novo índice de importância das variáveis apoiado nos parâmetros oriundos da Análise de Componentes Principais (APC), o qual é integrado a uma sistemática do tipo forward para seleção de variáveis. A qualidade dos agrupamentos formados é medida através do Silhouette Index. Um estudo de simulação é projetado para avaliar a robustez e o desempenho da sistemática proposta em dados com diferentes níveis de correlação, ruído e número de observações a serem clusterizadas. Na sequência, é apresentada uma versão modificada da sistemática original, a qual utiliza funções kernel para remapeamento dos dados com vistas ao incremento da qualidade de clusterização e redução das variáveis retidas para formação dos agrupamentos. A versão modificada é aplicada em 3 bancos de dados da indústria química, aumentando a qualidade da clusterização medida pelo SI médio em 150% e utilizando em torno de 6% das variáveis originais. / This thesis proposes new approaches for variable selection aimed at forming representative groups of observations. For that matter, we suggest a new variable importance index based on parameters derived from the Principal Component Analysis (PCA), which is integrated to a forward procedure for variable selection. The quality of clustering procedure is assessed by the Silhouette Index. A simulation study is designed to evaluate the robustness of the proposed method on different levels of variable correlation, noise and number of observations to be clustered. Next, we modify the original method by remapping observations through kernel functions tailored to improving the clustering quality and reducing the retained variables. The modified version is applied to 3 databases related to chemical processes, increasing the quality of clustering measured by SI on average 150%, while using around 6% of the original variables.

O aumento da competitividade desafia as empresas a utilizarem novas ferramentas de gestão para que consigam manter-se e destacar-se frente a seus concorrentes. Uma ferramenta de apoio à decisão para os administradores é o orçamento, o qual vem sofrendo alterações ao longo dos anos devido a ineficiências apresentadas no método tradicional. Este trabalho tem como objetivo discutir o orçamento matricial como uma ferramenta de apoio ao planejamento econômico-financeiro e à melhoria de resultados. O orçamento matricial é considerado uma evolução do orçamento base zero, pois define metas específicas para cada setor ao invés de analisar todas as atividades como sugerido pelo método do orçamento base zero. Neste trabalho é apresentado um estudo de caso em uma indústria de bebidas, definindo os principais benefícios e dificuldades na implantação e continuidade do uso do orçamento matricial. O orçamento matricial demonstrou ser uma poderosa ferramenta para o planejamento e controle dos resultados através dos princípios de controle cruzado, desdobramento de gastos, acompanhamento sistemático e da metodologia PDCA. Alguns dos resultados alcançados pela organização com o uso do orçamento matricial foram: (i) maior conhecimento e controle dos gastos da organização, (ii) aumento do envolvimento dos funcionários com o processo orçamentários, através do atrelamento de metas individuais, (iii) redução de custo e auxilio aos gestores na tomada de decisão, uma vez que a informação flui em todos os níveis hierárquicos. / The increase in the competitiveness challenges the companies to use new tools of management to be able to keep up and highlight in front of their rivals. A support tool to the managers is budget, which is undertaking alterations along the years due to inefficiencies presented in the traditional methods. This paper has the purpose to discuss the matrix budget like a support tool to the economic and financial planning and the improvement of results. The matrix budget is considered an evolution from the zero base budget, because it defines specific goals for each sector instead of analyzing all the activities as suggested by the zero base budget method. In this paper it’s presented a case study in a beverage company, defining the main benefits and difficulties in the implementation and continuity of the matrix budget use. The matrix budget has shown to be a powerful tool to the planning and result control through the principles of crossed control, expenditure unfolding, systematic follow up and PDCA methodology. Some of the results achieved by the organization with the use of matrix budget were: (i) greater knowledge and control of expenses of the organization, (ii) increase of the involvement of the employees with the budget process, through the linking of individual goals, (iii) reduction of cost and aid to the managers in the decision making, once the information flows through all hierarchical levels.

A Construção Enxuta (CE) tem sido introduzida, gradativamente, na construção civil através de práticas como controle de perdas, gestão da qualidade e planejamento e controle da produção. Tendo em vista a disseminação da CE na indústria da construção, há a necessidade de medir o nível do seu uso nas empresas, o que permite identificar melhores práticas e oportunidades de melhoria. Desta forma, o presente trabalho tem por objetivo desenvolver um protocolo de auditoria do uso de práticas da CE. Esse método foi desenvolvido ao longo de quatro etapas: (a) uma revisão da literatura para identificar categorias de práticas da CE, tendo como base o material publicado nos anais dos eventos do International Group for Lean Construction (IGLC) entre 1993 e 2010; (b) definição de fontes de evidência para avaliar o uso de cada categoria de prática; (c) definição de pesos referentes à importância de cada prática, com base nas opiniões de sete especialistas em CE; e (d) aplicação do protocolo a um empreendimento da construção civil. O protocolo foi inicialmente aplicado como um estudo piloto em um canteiro de obras o que possibilitou melhorias no documento. A versão revisada do protocolo foi então aplicada no mesmo empreendimento em que ocorreu a aplicação piloto, gerando dados que possibilitaram a avaliação do protocolo segundo sua utilidade. / The Lean Construction (LC) hás been introduced gradually in construction through practices such as loss control, quality management, and production and planning control. Given the spread of the LC in the construction industry, there is a need to measure the level of use of LC in the companies, which allows us to identify best practices and improvement opportunities. Thus, this study aims todevelop a protocol for the use of audit LC practices. This method was developed over four stages: (a) a literature review to identify LC categories of practice, based on the papers published in the Annual IGLC Conferences between 1993 and 2010, (b) sources of evidences definition to evaluate the use of each category of practice, (c) definition of weights referring to the importance of each practice, based on the opinions of seven LC experts; and (d) the protocol aplication in na construction site. The protocol was initially implemented as a pilot study on a construction site which led to improvements in the audit document. The revised protocol was then applied in the same project that occurred in the pilot application, generating data that enabled the evaluation of the protocol according to its usefulness.

A presente dissertação propõe heurísticas de programação da produção balizadas por curvas de aprendizado e fatores humanos com vistas à alocação de tarefas a equipes de trabalhadores. O objetivo é apresentar propostas de sequenciamento que integrem aspectos ergonômicos impactantes no desempenho do trabalhador, sem prejudicar as exigências produtivas do processo. Parte-se de uma revisão da bibliografia sobre técnicas de sequenciamento, curvas de aprendizado e fatores ergonômicos que influenciam no desempenho do trabalhador a fim de entender seu funcionamento e identificar formas de integração das mesmas. Desse modo, são propostos dois métodos de sequenciamento alinhados a curvas de aprendizado e fatores ergonômicos, aplicados em um processo da indústria calçadista. O primeiro método propõe uma adaptação da heurística de minimização da soma do atraso e adiantamento proposta por Pinedo (2008) em relação a uma data comum de entrega. O segundo método, denominado ATCE (Apparent Tardiness Cost with Ergonomic Factors), consiste na adaptação da regra ATC (Apparent Tardiness Cost) na minimização do atraso do processamento de lotes com distintas datas de entrega. Este último é então avaliado através de experimento de simulação de cenários do processo produtivo e comparado à regra ATC. Os resultados obtidos evidenciam a robustez do método ATCE, atendendo as necessidades produtivas e reduzindo a alocação sucessiva de tarefas de mesma complexidade a uma mesma equipe. / This dissertation presents new scheduling heuristics integrated with learning curves and human factors aimed at job scheduling in unrelated parallel workers teams. The objective is to modify heuristics available in the literature to integrate ergonomic aspects that have a profound impact on human performance, without harming demands of the productive process. Two methods that combine learning curves, heuristics for scheduling and ergonomic factors are proposed and applied in the shoe manufacturing industry. The first method aims to optimized the objective function of minimizing the total weighted earliness and tardiness with a common due date for all jobs. The second method propose the ATCE rule (Apparent Tardiness Cost with Ergonomic Factors) which reduces the total weighted tardiness with different due date. The ATCE rule is then evaluated through simulation scenarios of production process and compared to the original rule (ATC), where the results shows the robustness of the method, attending the production needs with a significant improvement in the ergonomic point of view.

O planejamento de produção é um elemento essencial para as empresas, pois permite definir os volumes a serem produzidos, conforme a estimativa de demanda e a capacidade produtiva disponível. Este trabalho contribui para o planejamento da produção, integrando variáveis e parâmetros que podem ajudar na maximização do resultado econômico das organizações. Esta dissertação apresenta três objetivos principais relacionados a esse tema: (i) identificar os problemas e as variáveis que precisam ser analisadas no desenvolvimento de métodos que se adéquam às necessidades das áreas envolvidas; (ii) desenvolver algoritmo para integrar as variáveis identificadas e os dados empresariais, de forma a viabilizar a aplicação do modelo, baseado em programação matemática e distribuições de probabilidade; (iii) aplicar os modelos propostos, a fim de avaliar sua utilidade e discutir os resultados obtidos. O estudo realizado revela a importância do uso de métodos formais de planejamento da produção integrados à definição do preço do produto. A definição de preços ou volumes de produção diferente dos valores ótimos pode afetar substancialmente o lucro global do sistema produtivo. / Production planning is an essential tool for companies, since it establishes the volumes to be produced, according to estimated demand and available production capacity. This work contributes with production planning field by integrating variables and parameters that impact the economic results of the organizations. This study presents three main objectives: (i) identification of issues and variables that need to be analyzed to develop methods suited to the needs of the areas involved, (ii) development of algorithms to integrate the identified variables and business data, in order to enable the application of the model, based on mathematical programming and probability distributions, (iii) application of the proposed models to evaluate their usefulness and discuss results. The study reveals the importance of using production planning formal methods that integrate products’ prices. The establishment of prices or production volumes different from optimum values may substantially affect production system global profit.