Uma extensão de Rede de Petri para Modelagem de
Processos e Controle de Projetos
Cecir B. A. Farias 1
, Ulrich Schiel 2, Cecir Barbosa de Almeida Farias 1
(UFCG) Ulrich Schiel 2
(UFCG) 1 Unidade Acadêmica de Tecnologia 2 Departamento de Sistemas e Computação
Universidade Federal de Campina Grande (UFCG) – Campina Grande, PB – Brasil
calmeida@ufcg.edu.br,ulrich@dsc.ufcg.edu.br
Abstract. Software development is normally very difficult to control because
deadlines are always extended and the software cost ends up being increased significantly. This paper presents an integrated environment for Managing the Project Development – DPM, with a specific layer controlling cost, deadlines, and project resources, utilizing Activity-Networks (AN) and Project-Networks (PN). These Nets assists in the software development allowing shape process, activities and its functional interdependences. To each activity can be associated attributes of recourses, cost, time and making possible simulation
and corrections of global cost and scheduling for projects.
Resumo. O desenvolvimento de um software é normalmente difícil de
controlar, prazos são estendidos e o custo de criação do produto acaba sendo incrementado significativamente. Este artigo apresenta um sistema integrado de Gerência do Desenvolvimento de Projetos – GDP, com uma camada específica de controle dos custos, prazos e recursos do projeto utilizando Rede de Atividades (RA) de rede de Projetos (RP). Estas redes auxiliam no desenvolvimento de software permitindo modelagem de processos, atividades e suas interdependências funcionais. Para cada atividade podem ser associados atributos de recursos, tempo, custos e torna possível simulações e correções de custos e prazos globais para projetos.
1. Introdução
Um projeto consiste em uma proposição de realização de certo objetivo pré-definido. A realização dele consiste na execução de uma série de atividades com a finalidade de se conseguir este objetivo, que pode ser chamada de produto do projeto. Portanto, esta execução tem um início e um fim, tem um orçamento a ser executado, uma equipe formada por um gerente e desenvolvedores e possui recursos necessários para construir o produto. A forma de executar o projeto segue um processo bem definido, chamado de metodologia de desenvolvimento. Dependendo do tipo de projeto, deverá ser adotada a metodologia adequada para guiá-lo.
Os modelos tradicionais de gestão de projetos, tais como o método do caminho crítico, e os métodos de avaliação gráfica e revisão técnica (PERT/CPM) (CUKIERMAN, 1993) são utilizados para gestão de projetos, mas não consideram se os recursos estão disponíveis e não permitem modelar situações dinâmicas” (CHEN, HSU E CHANG, 2008). Redes de Petri (MURATA, 1989), por outro lado, são conhecidas pela sua capacidade em modelar atividades concorrentes e simular a evolução dos processos.
Este trabalho tem como contexto o acompanhamento do desenvolvimento de projetos, ele contribui para o gerenciamento de projetos de software no acompanhamento de processos, controle de custos, prazos e recursos. É utilizada uma estrutura baseada em Redes de Petri denominada Rede de Atividades - RA (TORRES, 1996) para modelar e acompanhar as atividades de uma metodologia de software ou processo em desenvolvimento. A RA foi expandida e formalmente definida (Farias, 2008) para permitir modelar, além do acompanhamento detalhado do processo e interdependência de atividades, os respectivos custos, prazos e recursos alocados, calcular tempos globais e confrontar continuamente os dados reais com os dados previstos.
Para garantir a composição precisa das atividades para calcular custos e prazos globais, foi criado um tipo especial de Rede de Petri, denominada Rede de Projetos (FARIAS, 2008) que permite analisar as características de uma Rede de Atividades, modelando-a da maneira mais adequada para cálculos de custos e prazos.
É apresentado neste artigo um sistema de informação para auxílio no desenvolvimento de projetos denominado GDP - Gerência do Desenvolvimento de Projetos.
1.1. Trabalhos Relacionados
Existem alguns trabalhos acadêmicos que auxiliam o desenvolvimento de projetos tais como: GENESIS (GAETA, 2004) auxilia gerente de projetos no sentido de possuir um armazenamento de metodologias para análises do projeto e de documentos gerados. Mas este sistema não controla custos de projetos. O trabalho de Chen, Hsu e Chang (2008) propõe uma nova rede de Petri extendida que descreve como os recursos são distribuídos entre atividades concorrentes de projetos.
Existem também softwares comerciais, tais como: MS Project 2005, Xplanner, MS Visual Studio Team System - VSTS (2005), dentre outros. Alguns softwares fazem uso de técnicas PERT/CPM, gerenciam tarefas, geram relatórios, totalizam custos e permitem o compartilhamento do trabalho entre gerente e equipes. Mas eles não são completos o bastante para gerenciar o projeto como um todo. Eles não definem e não orientam o uso de metodologias (exceto VSTS que permite orientar o projeto com uso de metodologia MSF - Microsoft Solutions Framework e CMM – Capability Maturity Model). Estes softwares apenas coletam, agrupam e organizam dados do projeto, assim como uma planilha do Excel.
2. Rede de Atividades (RA) e Rede de Projeto (RP) 2.1 Rede de Atividades
A RA pode ser aplicada a qualquer ambiente de desenvolvimento de sistemas complexos, construção civil, sistemas hospitalares, etc.
Uma RA Básica é uma estrutura ra = <A, T, F, E, α, β, tp, tr, cp, cr>: A = AT AF são atividades (AT) ou artefatos (AF);
AT = AB AC são atividades básicas (AB) ou composta (AC); T é um conjunto de transições;
E é um conjunto de eventos;
F ATxT TxAT ATxAF AFxAT ExT xé um conjunto de arestas; α: (AT → {d,e,f,s} é a função que determina os estados possíveis das atividades, podendo estar desativada, em execução, finalizada ou executando sub-rede, respectivamente.
E → {0,..,n} é a função de marcação de eventos
tp: AT → Tempo, que associa a cada atividade o tempo previsto tr: AT → Tempo, que associa a cada atividade o tempo real cp: AT → Custo, que associa a cada atividade o custo previsto cr: AT → Custo, que associa a cada atividade o custo real
Os elementos da RA são ligados entre si. A RA permite modelar as principais interdependências que podem existir entre o desenvolvimento de atividades do projeto. 2.2 Redes de Projeto
A Rede de Projeto (FARIAS, 2008) atende aos requisitos estruturais de um ambiente de desenvolvimento de projetos. As características desta rede servem de base para a introdução da Rede de Atividades no sistema GDP. Uma Rede de Projeto é uma rede de Petri N=<P,T,F>, em que:
P é um conjunto de lugares, contendo um lugar fim P
T é um conjunto de transições, contendo uma transição inicio T; F é um conjunto de arestas com as seguintes propriedades:
Ela é dupla livre-escolha;
O grafo associado a N é um reticulado não-vazio com inf=inicio e sup=fim;
O sistema <N, > é vivo;
*inicio= e fim*=
Uma rede N = <P, T, F> é chamada livre-escolha se para cada arco de P para T (p,t) F, implica que |p*|=1 o |*t| = 1. Chama-se a rede de dupla livre-escolha se a mesma propriedade se aplica para todos os arcos (t,p) de T para P, isto é, ., |t*|=1 ou |*p|=1. Um reticulado é um conjunto finito L parcialmente ordenado com a propriedade de que para todo a,b L existem dois elementos de L, chamados inf(a,b) e sup(a,b), tal que inf(a,b) a sup(a,b), inf(a,b) b sup(a,b). Desde que é finito, ele contém um menor elemento, chamado inf, e um maior elemento, chamado sup.
Um sistema<N,M0> é chamado de vivo se para todo lugar p P existe um M /M0 que permite que seja marcado a cada disparo.
A análise de uma Rede de Projeto pode ser reduzida a analisar cada bloco componente da rede de uma forma bottom-up. Assim o cálculo de custos e tempos de um projeto complexo será obtido pela totalização adequada de cálculos em blocos do grafo modelado.
3. GDP – Sistema de Gerenciamento de Desenvolvimento de Projetos 3.1 Arquitetura - GDP
1. Módulo SISEM – o Sistema de Suporte à Escolha da Metodologia é um Sistema de Suporte a Decisão interativo que auxilia o gerente na escolha da metodologia adequada para o projeto. A base do SISEM contém as metodologias XP, RUP e YP. 2. Módulo Editor de Rede de Atividades – ERA - é composto por sub-módulos:
a) Módulo Gráfico - para desenhar a RA de uma metodologia, criar a rede de um novo projeto, acompanhar a seqüência das atividades e guiar os recursos.
b) Gerenciamento de tempos e custos - coleta dados baseados em históricos de projetos anteriores e realiza cálculos para totalizar tempos e custos. Gerenciamento de Recursos - gerencia alocação de pessoal, equipamentos, etc. c) Gerenciamento de Artefatos - armazena, visualiza e exclui documentos.
d) Módulo de comunicação - contém uma coleção de eventos de atividades para notificar usuários sobre o andamento do projeto.
3. Módulo de importação de dados - realiza a importação dos dados que foram inseridos no GDP através de outros softwares. Consiste de uma “base de casos”. 4. Banco de Dados - armazena as informações criadas no decorrer do projeto. 3.2. Gerência do desenvolvimento de projetos em quatro níveis:
O GDP permite realizar o acompanhamento de um projeto em quatro níveis.:
Nível 0: define o tipo de projeto (projeto de Software, ou de Engenharia Civil, Medicina, etc.) e selecionar a metodologia apropriada através do uso do SiSeM.
Nível 1: se a metodologia a ser utilizada não estiver na base de dados, o usuário pode desenhar a rede da sua metodologia contendo as atividades.
Nível 2: instancia a Rede para um projeto concreto determinando os tempos, custos previstos e recursos para um atividades de um projeto concreto.
Nível 3: executa a rede para fazer previsões, acompanhar os tempos e custos reais de um projeto em desenvolvimento e realizar simulações.
Módulo de Comunicação Módulo SISEM Gerenciamento de Artefatos Módulo de importa-ção de dados Interface do Sistema GDP Gerenciamento de Recursos Módulo gráfico Módulo ERA Escolher metodologia Instanciar RA para o projeto Executar projeto Criar RA de metodologia Banco de dados Gerenciamento de tempos e custos
Figura 1. Arquitetura do Sistema GDP 3.3 Implementação
O sistema é independente de plataforma, a implementação é realizada em Java, usa MySQL versão 5.0. e framework JUNG para produzir e manipular os grafos na tela.
4. Considerações Finais
O sistema GDP - Gerência de Desenvolvimento de Projetos permite o planejamento e acompanhamento de projetos pelo gerente do projeto e sua equipe. A aplicação prática do GDP foi realizada com a metodologia XP e com gerente e do projeto SAD - Sistema de Apoio à Decisão da CHESF (SAD,2007). Com as Redes de Atividades e Redes de Projetos no sistema GDP é possível cobrir o ciclo de gestão de projetos, desde a sua concepção inicial até sua conclusão.
O acompanhamento de projeto é apresentado na Rede de Atividades que exibe no módulo ERA – editor de RAs, o fluxo das atividades, e para cada atividade são mostradas informações tais como: tempos e custos estimados e remanescentes.
Desta forma, o gerente poderá controlar o andamento do seu projeto e fazer simulações e correções de custo e prazo globais para um projeto.
Referências
Chen, Y.L.; Hsu, P.Y.; Chang, Y.B. “A Petri Net Approach to Support ResourceAssignment in Project Management”. IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics - Part A: Systems And Humans, Vol. 38, No. 3, May, 2008.
CMM “Capability Maturity Model Integration” 2006 Disponível em: <http://www.sei.cmu.edu/cmm/> Acesso em dezembro, 2007.
Cuckierman, Z. S. “O modelo PERT-CPM aplicado a projetos”. Qualitymark, 1993. Farias, C.B.A. “Uma Extensão de Rede de Petri para Modelagem de Processos e
Controle de Projetos.” Tese. UFCG, CCEI, DEE, COPELE, C.Grande, PB, outubro, 2008.
Gaeta, M; Aversano, L.; Lucia, A.; Ritrovato, P.; Stafanucci, S.; Vilanni, M.L. “Managing Coordination and Cooperation in Distributed Software Process: the GENESIS Environment”. Dezembro, 2005.
MS Project Disponivel em <http://www.microsoft.com/brasil/office/project/default.asp> Outubro, 2005.
Murata, T. “Petri Nets: Properties, Analysis and Applications”. Proceedings of the IEEE, 77(4): 541-580. 1989.
PMBOK “Project Management Institute”. PMBOK Guide: a guide to the Project management body of knowledge. PMI Standards Committee, 2004.
Torres, J. B. “Uma Ferramenta de Gerência de Projeto – GEPRO”. Mestrado. UFPB, COPIN, Campina Grande, PB. 1996.
Visual Studio Team System e MSF. Disponível em: <http://www.microsoft.com/brasil/msdn/teamsystem/Default.mspx.> 2008. Acesso em fevereiro, 2008.
XP 2005 “eXtreme Programming”. Disponível em <www.extremeprogramming.org>, Acesso em Setembro, 2009.
