XXVI ENEGEP - Fortaleza, CE, Brasil, 9 a 11 de Outubro de 2006
Modelagem de processos organizacionais utilizando a matriz de
estrutura baseada em atividades
Rafael D’Ávila (UFRGS) [email protected]
Resumo
O objetivo deste trabalho consiste em apresentar um método para a modelagem e otimização
de processos organizacionais, com o intuito de obter sucesso em iniciativas de reengenharia
de processos (BPR). O modelo apresentado neste trabalho suporta a construção do fluxo de
dados entre as atividades de um determinado processo e as técnicas necessárias para
otimizar o arranjo utilizando os conceitos de modelagem IDEF0 e da matriz de estrutura de
processos (DSM). Para validar o método proposto, o mesmo foi utilizado na otimização de
um processo existente em uma empresa de tecnologia e prestação de serviços.
Palavras-chave: Modelagem Organizacional; Otimização de Processos; Reengenharia.
1. Introdução
Diversas organizações estão aderindo gradualmente às práticas de reengenharia de seus
processos de negócio, a fim de obter ganhos de desempenho e redução de custos. A
reengenharia de processos organizacionais (BPR) consiste fundamentalmente em observar os
processos através de uma análise crítica, pensando em soluções otimizadas e desenhando-os
novamente, com o intuito de incrementar medidas de desempenho como custo, tempo,
qualidade e velocidade (HAMMER; CHAMPY, 1997). Estas otimizações são voltadas
principalmente para os processos de interesse estratégico da organização ou que possuam um
elevado valor agregado e incluem alterações nos recursos e nas estruturas organizacionais que
os suportam.
Deste modo, faz-se necessário desenvolver um entendimento correto de como aplicar a BPR
na melhoria da competitividade da organização, compreendendo o impacto que as iniciativas
de reengenharia representam sobre o desempenho da organização como um todo. Devido a
isto, a modelagem e análise das ações de BPR desempenham um importante papel, provendo
as informações necessárias à tomada de decisão, demonstrando diferentes cenários
alternativos e o seu respectivo impacto global sobre a organização.
A reengenharia de processos requer a modelagem dos mesmos, utilizando diferentes técnicas
como a simulação, modelagem IDEF, modelos de redes, teoria das filas, entre tantas outras
pertencentes aos domínios da ciência administrativa e da pesquisa operacional, todas
desempenhando um importante papel no entendimento e na implementação da BPR
(GUNASEKARAN; ICHIMURA, 1997).
O presente artigo ter por objetivo apresentar um método que visa nortear a modelagem e
otimização de processos organizacionais. Neste método, utilizam-se os conceitos de
modelagem IDEF0 e da matriz de estrutura de processos (DSM), baseando-se no princípio da
melhoria e otimização contínuas, até a obtenção da solução almejada. A matriz de estrutura de
processos utilizada é orientada à atividades, dada a natureza dos processos organizacionais ao
qual o método destina-se.
A seção 2 deste trabalho aborda a definição da reengenharia de processos organizacionais, os
princípios da modelagem IDEF0 e o conceito de utilização das matrizes de estrutura de
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processos baseadas em atividades (DSM). Na seção 3, é apresentado o método proposto,
detalhando sua composição e o uso das ferramentas abordadas na seção anterior. A quarta
seção ilustra a aplicação do método visando aperfeiçoar um processo organizacional real de
uma empresa de tecnologia e prestação de serviços. Por fim, são apresentadas as conclusões
do autor sobre o estudo efetuado.
2. BPR e ferramentas utilizadas na implementação do método
A idéia de segmentar o trabalho em tarefas seqüenciais e encadeadas surgiu no princípio do
século passado, baseada na perspectiva clássica da teoria administrativa fundamentada pelo
engenheiro francês Henri Fayol. Este conceito provavelmente tenha sido o primeiro a dar
origem ao que hoje é conhecido por processos de negócios. Para Rummler e Brache (1995) e
Hammer e Champy (1997), processo de negócio pode ser definido como um conjunto de
atividades que produzem conjuntamente um resultado de valor para o cliente.
Por outro lado, para Harrington (1991), o conceito define um grupo de tarefas que,
logicamente interligadas, utilizam recursos organizacionais para a obtenção de resultados que
apóiem os objetivos da organização. Por fim, Davenport (1993) apresenta o conceito de
processos de negócios como sendo a organização de um conjunto de atividades que contém
início e fim e com entradas e saídas bem definidas.
Através desses enunciados, compreende-se que a BPR consiste, em sua essência, do
mapeamento dos processos organizacionais utilizando-se de uma visão crítica, buscando
soluções aperfeiçoadas para os processos de negócio da organização, objetivando ganhos de
desempenho.
Para tanto, este mapeamento de processos deve estar fundamentado sobre o princípio de
dividir para conquistar, utilizando-se da segmentação do processo principal em partes
menores e de mais fácil entendimento, buscando identificar as relações de dependência
existentes entre os subsistemas. Esta tarefa é apoiada pela modelagem IDEF0, que contempla
o mapeamento das diversas etapas de um processo organizacional, identificando as
dependências entre suas atividades, estando esta embasada diretamente nos conceitos de
Harrington (1991) e Davenport (1993) sobre processos de negócios.
2.1. A modelagem IDEF0
O padrão para modelagem funcional de processos denominado IDEF (Integration Definition
for Function Modeling) corresponde a um conjunto de métodos utilizados para a modelagem
estruturada e hierárquica das atividades que compõem um determinado processo, bem como
dos dados que suportam a conectividade das mesmas (COLQUHOUN, 1993), baseados na
Técnica de Análise e Projetos Estruturados (SADT).
A literatura reporta dezesseis métodos IDEF, os quais oferecem um alto grau de visibilidade
aos processos de negócios, através de uma notação bastante simples, cada qual abordando a
modelagem sob diferentes aspectos. Neste estudo utiliza-se o IDEF0, que trata da
representação hierárquica do processo decomposta em atividades ou funções, estabelecendo a
quantidade de níveis necessária para obter-se o grau de detalhamento desejado. No IDEF0 o
processamento de cada atividade dá-se através do modelo ICOM (Input, Control, Output,
Mechanism), conforme ilustra a figura 1.
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Figura 1 – Modelo ICOM
Como pode ser observado na figura 1, cada função ou atividade é descrita através de uma
caixa retangular, podendo esta ser decomposta em diversos níveis. Assim, trata-se de uma
representação gráfica dotada de terminais que a alimentam ou para que possa alimentar outras
ICOMs.
As setas que definem “controle” referem-se às condições de como a atividade deve ser
executada para que possa gerar a saída correta e esperada, após processar as entradas
recebidas. Por sua vez, as setas que definem os “mecanismos” indicam o responsável pela
execução da atividade em questão, podendo referir-se à pessoas, máquinas, equipamentos ou
até mesmo outras organizações.
O IDEF0 consiste, portanto, de um modelo atemporal e alheio à organização, ocupando-se da
modelagem das atividades de processos de negócios, exercendo funções diferentes de
organogramas ou diagramas de fluxo e, ainda que o modelo obtido em uma análise de
processo possa não refletir a opinião consensual da equipe, através da sua utilização é possível
fomentar o trabalho da mesma de forma mais coordenada e disciplinada.
2.2. Matrizes de estrutura de processos baseadas em atividades
Com as informações obtidas através da modelagem IDEF0 é possível decompor o modelo em
um grafo que represente as relações de precedência e conectividade entre as diferentes
atividades mapeadas, através de fluxos de informação. Deste modo, um fluxo de informação
( t ij ) é representado por um arco, e a atividade por um nodo no grafo, conforme a figura 2.
Figura 2 – Fluxo da informação
Deste modo, a atividade tij representa o tempo de operação requerido pela atividade i, o que
indica que cada fluxo de informação tij é definido por um par de atividades (i,j). Assim, o
grafo originado das relações entre processos de negócio pode ser definido como P(V, A), onde
V é o conjunto de atividades e A o conjunto de fluxos de informações do grafo.
Se K é um grafo com um conjunto de vértices {v1, v2, v3, v4,...,vn}, então a matriz adjacente de
K é a matriz n x n G(K) = (gij), onde gij é o número de conexões unindo gi a gj. Existem outras
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matrizes associadas a K. Por exemplo, se as conexões de K são {e1, e2, e3, e4,...,em} então a
matriz de incidência binária de K é definida pela matriz n x m A(K) = (aij). Dada uma matriz
binária de atividades A( K ) = aij n x m, onde
1
aij = , sendo 1 quando a atividade i for utilizada para processar a atividade j, (1)
0
a solução ótima para a decomposição da matriz A seria transformá-la em sub-matrizes
mutuamente exclusivas A1, A2, A3, A4,..., At. Alguns algoritmos são utilizados com o intuito de
transformar uma matriz inicial (1) em uma forma mais estruturada, através da permutação de
suas linhas e colunas, com o intuito principal de agrupar os elementos diferentes de zero em
sub-matrizes, formando um agrupamento.
As matrizes de estrutura de processos (DSM) baseiam-se neste conceito matemático, no qual
as diversas atividades que compõem um determinado processo são representadas em uma
matriz, onde as células valoradas indicam haver relações de troca de informações entre as
atividades, e a disposição destas células na matriz permite identificar se estas são relações
sequenciais, paralelas ou de troca mútua (Figura 3).
Relação
Representação DSM
Paralela
A
Sequencial
Troca Mútua
A
A
B
A
A
B
B
B
1
A
1
B
B
1
Figura 3 – Relações de interação entre atividades na representação DSM
As células valoradas em uma única linha da DSM indicam todas as atividades cujas saídas são
requeridas para a execução da atividade pertencente à linha em questão. De maneira análoga,
percorrendo uma única coluna encontram-se todas as atividades que dependem de
informações da tarefa em questão para que possam ser executadas. Caso a ordem dos
elementos na matriz represente uma seqüência temporal, as células valoradas que se
encontram abaixo da diagonal representam fluxos de informação normal. Por outro lado, as
células valoradas acima da diagonal representam fluxos de retorno de informação das
atividades posteriores para suas predecessoras.
A DSM baseada em atividades provê um formato conciso e visual para o entendimento e
análise destas relações entre as atividades que compõem um determinado processo.
Considerando que esta é baseada em tempo, a DSM torna-se especialmente útil para ressaltar
interações de feedback e de troca mútua entre atividades, uma capacidade que as tradicionais
técnicas PERT/CPM não possuem (BROWNING, 2001).
No primeiro momento, a DSM baseada em atividades apenas descreve as relações de entradas
e saídas entre as diferentes atividades, demonstrando a estrutura de dependência do processo
considerando-se o fluxo de informações necessário. Na seqüência, a DSM re-arranjada pode
prescrever arquiteturas de processo alternativas, oferecendo melhoria ao processo atual, visto
que a informação é gerada no tempo certo e as interações consideradas não necessárias ou não
intencionais são minimizadas. Pode ocorrer ainda que, após a aplicação dos algoritmos de
particionamento na DSM original, a sequência das tarefas permaneça inalterada, porém a
nova DSM apresentará a divisão das mesmas em agrupamentos, o que facilita o entendimento,
a visualização e a compreensão dos aspectos importantes de cada tarefa e das possíveis
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melhorias a serem implementadas ou pontos de atenção a serem observados.
3. O método de otimização proposto
O método proposto neste estudo baseia-se na utilização de ferramentas aparentemente
desconexas, porém convergindo para o uso comum dos benefícios apresentados tanto pela
modelagem IDEF0 quanto pela análise de otimização através da DSM. A primeira ferramenta
é empregada com o intuito de auxiliar no mapeamento das atividades componentes de um
processo em particular e na visualização das diversas interações existentes entre estas, a fim
de não excluir ou considerar parcialmente qualquer etapa do processo abordado ao longo da
análise que resultará na sua melhoria. A análise e melhoria, por sua vez, apoiam-se
principalmente no uso da DSM e de um algoritmo adequado para a reorganização da matriz.
As etapas do método proposto podem ser observadas na figura 4.
Figura 4 – Método de otimização de processos proposto
A aplicação do método pressupõe a modularização de suas atividades, portanto pode-se
priorizar uma ou mais etapas do método conforme o interessa da organização em um ponto
específico (Ex.: otimização ou modelagem e entendimento do processo). Para a etapa de
otimização recomenda-se a utilização de uma heurística baseada em algoritmos de
particionamento, como o algoritmo de Path Searching (GEBALA; EPPINGER, 1991), o
algoritmo das potências da matriz adjacente ou o método da triangularização (KUSIAK;
LARSON; WANG, 1994).
De qualquer modo, como todos os métodos baseados nos princípios da modelagem e da
reengenharia de processos, a etapa de maior importância constitui-se, sem dúvida, da análise e
avaliação dos resultados obtidos a partir do mapeamento, os quais permitem o entendimento e
otimização do processo. Através da capacidade de compreensão e discernimento das
informações fornecidas pelas ferramentas de modelagem (IDEF0 e DSM) e otimização
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(heurísticas), torna-se possível aplicá-las ao processo inserido no contexto real da
organização.
4. Aplicação do método
Com o intuito de ilustrar o método proposto neste estudo, analisou-se um determinado
processo de uma empresa do segmento de tecnologia e prestação de serviços. A empresa
opera com uma área de serviços de campo que baseia seus atendimentos na abertura de ordens
de serviço, atuando na instalação, retirada, troca e manutenção de equipamentos em
estabelecimentos clientes. O processo abordado nesta aplicação do método refere-se
especificamente ao caso de troca de um determinado equipamento.
Algumas áreas operacionais são envolvidas neste processo, abordadas como subcomponentes:
a) Back-Office (BO): responsável pela identificação e análise do serviço requisitado,
abertura da Ordem de Serviço, atribuição à uma empresa terceirizada e pelo controle
de execução do serviço através da auditoria;
b) Produção (PRD): coordena o controle do estoque da empresa e de terceiros, analisando
a necessidade de produzir novos equipamentos ou componentes e encaminhando os
mesmos para as empresas terceirizadas;
c) Empresas Prestadoras de Serviços (EPS): executoras das Ordens de Serviço abertas,
responsáveis pelo contato com o estabelecimento cliente e pelo registro de conclusão
das solicitações recebidas.
Definido o processo a ser analisado utilizando o método proposto, e identificados os subcomponentes, foi efetuada a modelagem IDEF0 observando as interações entre as tarefas
executadas pelos sub-componentes do processo. Assim, foi possível gerar o modelo DSM
apresentado na figura 5.
Figura 5 – Modelo DSM gerado a partir da modelagem IDEF0
Aplicando uma heurística baseada em um algoritmo de particionamento que utiliza o método
do Path Searching (GEBALA; EPPINGER, 1991), procurou-se otimizar as relações
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estabelecidas no primeiro modelo e identificar possíveis agrupamentos lógicos de atividades.
Os agrupamentos apontados pelo algoritmo possibilitam uma análise mais simplificada do
processo, como pode ser visto na figura 6.
Figura 6 – Modelo DSM após aplicado o algoritmo de Path Searching
Analisando-se os resultados obtidos com a aplicação do algoritmo sobre a DSM, pode-se
observar a formação de três agrupamentos bem definidos de atividades, os quais foram
nomeados de Abertura de OS, Suprimentos e Execução do Serviço. As atividades que
localizam-se nas extremidades da diagonal de cada agrupamento são de alta criticidade para o
desempenho do processo, visto que representam a transição física e lógica entre as áreas
operacionais da organização (Ex.: Atribuir OS a uma EPS, no agrupamento de Abertura de
OS) ou então atividades que podem sinalizar a necessidade de retrabalho (Ex.: Auditar OS, no
agrupamento de Execução do Serviço).
O agrupamento denominado Abertura de OS caracteriza as ações desempenhadas pela área de
Back-Office durante a abertura da solicitação de serviço, de maneira isolada, enquanto o
segundo agrupamento, denominado de Suprimentos, contém as tarefas relacionadas à
manutenção dos estoques (da empresa e de terceiros) e à produção de equipamentos e
componentes propriamente dita.
O terceiro grande grupo, aqui denominado de Execução do serviço, a execução do serviço
direcionado pela área de Back-Office para a empresa terceirizada prestadora de serviços,
sendo assim, o agrupamento de atividades efetivamente de campo do processo, sendo
completada pelo processo de auditoria, que trata do controle e da aferição da qualidade do
serviço prestado. Percebe-se que o agrupamento de Suprimentos desempenha neste processo
um papel de alta criticidade, devendo receber uma grande atenção da Organização, visto que
pode vir a tornar-se um gargalo na liberação de equipamentos se os estoques e a produção não
possuirem um bom grau de integração e controle, assim como pode impactar diretamente na
qualidade do serviço prestado e nos prazos de cumprimento do nível de serviço (SLA, do
inglês Service Level Agreement) acordados com os estabelecimentos clientes.
É notável também que caso o fluxo de informações e produção siga de maneira eficiente no
agrupamento de Suprimentos, reduz-se a probabilidade de haver retrabalho após o processo de
auditoria, executado novamente pelo Back-Office.
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5. Conclusões
O método apresentado neste artigo oferece uma seqüência de passos adequada para a
modelagem, entendimento, análise e otimização de processos organizacionais, utilizando-se
para isso: (i) a notação IDEF0 para a modelagem de processos, (ii) as matrizes de estrutura de
processos (DSM) baseadas em atividades e (iii) heurísticas baseadas em algoritmos de
particionamento. Através do exemplo aplicado apresentado neste artigo, foi possível
comprovar que as ferramentas utilizadas correspondem às expectativas, auxiliando
efetivamente na compreensão e mapeamento de processos organizacionais, ainda que estes
envolvam diferentes áreas da empresa. Um dos algoritmos de particionamento disponíveis na
literatura (Path Searching, proposto por Gebala e Eppinger, 1993), quando aplicado sobre a
DSM obtida no estudo prático, facilitou a formação de agrupamentos de tarefas, o que auxilia
no gerenciamento e na tomada de decisão sobre processos e áreas funcionais da organização.
Para o futuro, pretende-se ampliar o método visando oferecer mais uma ferramenta de análise
de atividades dos processos, contemplando a elaboração de gráficos de Gantt a partir das
atividades, utilizando métricas como duração, precedência e prioridade de cada uma. Em
conjunto com as ferramentas apresentadas neste artigo, este acréscimo irá auxiliar a
consolidar uma abordagem orientada a projetos na análise dos processos.
Referências
BROWNING, T. Applying the Design Structure Matrix to system decomposition and integration problems: a
review and new directions. IEEE Transactions on Engineering Management, v.48, n.3, 2001.
DAVENPORT, T. Process innovation. Harvard Business School Press. Boston., 1993.
GEBALA, D.; EPPINGER, S. Methods for Analyzing Design Procedures, Proceedings of the ASME Third
International Conference on Design Theory and Methodology, p. 227-233, 1991.
GUNASEKARAN, A.; ICHIMURA, T. Business process reengineering: Modelling and analysis. International
Journal of Production Economics n.50, p.65-68, 1997.
HAMMER, M.; CHAMPY, J. Reengineering the corporation. Nicholas Breadley Publishing. London, 1997.
HARRINGTON, J. Business process improvement. McGraw-Hill. New York, 1991.
KUSIAK, A.; LARSON, N.; WANG, J. Reengineering of Design and Manufacturing Processes. Computers
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RUMMLER, G.; BRACHE, A. Improving Performance. Jossey-Bass. San Francisco, 1995.
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