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Uso das notações EPC e BPMN na modelagem de um sistema de
gerenciamento de anomalias
Rosemary Francisco (PUCPR) rmaryf@gmail.com
Luiz Roberto Moreira de Castilho Jr (PUCPR) luizcastilhojr@hotmail.com
Eduardo de Freitas Rocha Loures (PUCPR) eduardo.loures@pucpr.com.br
Eduardo Alves Portela Santos (PUCPR) eduardo.portela@pucpr.com.br
Resumo: Buscando um entendimento sobre as vantagens e desvantagens do uso de algumas notações para a modelagem de um processo proposto, este artigo aborda por meio das notações em EPC (Event-Drive Process Chain) e BPMN (Business Process Modeling Notation) a realização de uma análise crítica que busca identificar os benefícios do uso destas ferramentas na modelagem de um sistema de gerenciamento de anomalias com base nas exigências da NBR ISO9001(ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS, 2000).
Palavras-chave: EPC; BPMN; Redes de Petri; Sistema de Gerenciamento de Anomalias.
1. Introdução
A modelagem de um processo representa uma etapa na construção de modelos de sistemas de informação e nos processos de reengenharia dentro das organizações (GONÇALVES et al, 2005). Atualmente a modelagem de processos está presente nas organizações de forma a auxiliar na condução do mapeamento das atividades e na descoberta de oportunidades de otimização de recursos ou ainda no melhor dimensionamento dos mesmos. SANTOS et al. (2007) aponta a tendência das organizações no cenário competitivo atual em buscar a utilização de tecnologias para instrumentalizar a gestão de processos. A modelagem fornece uma linguagem utilizada para expressar os processos de negócio dentro de um modelo único, geralmente um diagrama do processo. Para MAGALHÃES et al. (2007), o modelo de negócio é um conjunto de visões que representam características diferentes de um ou mais aspectos específicos do negócio.
Um modelo de negócio deve refletir o processo da organização. Ao utilizar um modelo, a organização poderá analisar com detalhes a estrutura representada e definir cenários que possam contribuir para a evolução e melhoria do processo analisado. Para tanto, ao elaborar um modelo de processo deve-se verificar a abrangência de diferentes perspectivas. De acordo com AALST (2003) quatro perspectivas são consideradas essenciais para a modelagem: perspectiva do processo, da informação, dos recursos e das atividades. A perspectiva de processo descreve o fluxo do trabalho, ou seja, a ordenação de tarefas. A perspectiva de informação descreve os dados que são utilizados pelo processo. A de recurso descreve a estrutura da organização e identifica recursos, papéis, e de grupos. E, por fim a de tarefa descreve o conteúdo de cada uma das etapas do processo.
Para o detalhamento e elaboração da modelagem do processo em estudo estas quatro perspectivas foram analisadas. Assim para a análise da perspectiva do processo, as exigências da NBR ISO9001 (ABNT, 2000) foram utilizadas como premissa para a conformidade do processo organizacional. O caso tratado e denominado Sistema de Gerenciamento de
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Anomalias (SGA) relaciona-se a problemas gerados pelos processos ou pelo produto da organização. De acordo com a NBR ISO9001 (ABNT, 2000), o SGA deve envolver todo o controle de ações corretivas para não conformidades detectadas durante o processo e que estão relacionados com efeitos nos produtos produzidos.
Focando na modelagem de processos e na importância que esta etapa possui para as ações dentro da organização, o presente artigo tem por objetivo contribuir para o entendimento das ferramentas de modelagem EPC (Event-driven Process Chain) originado do BPMN (Business Process Modeling Notation) que representa a base do BPM (Business Process Management) na modelagem do processo, além de buscar a relação de vantagens e desvantagens que cada ferramenta possui quando do envolvimento com um modelo específico de processo (KINDLER, 2006; WHITE, 2004a; WHITE, 2004b).
Para tanto, o artigo foi estruturado da seguinte forma: na seção 2 é apresentado o SGA e o seu modelo em Redes de Petri – RdP; na seção 3 são discutidas as principais características das notações BPMN e EPC; na seção 4 é realizada a modelagem do sistema proposto utilizando as notações BPMN e EPC; na seção 5 são apresentados os resultados e uma análise sobre o modelo desenvolvido com cada uma das notações; na seção 6 são apresentadas as conclusões e possíveis continuidades do trabalho.
2. Apresentação do SGA por meio de RdP
Os modelos elaborados com Redes de Petri são considerados modelos executáveis, pois permitem simular a seqüência da execução das atividades, de acordo com alguns critérios pré-estabelecidos (AALST, 2003). A técnica de Redes de Petri constitui um bom ponto de partida para validação de um gerenciamento de fluxo de trabalho. Um modelo Petri claramente demonstra o fluxo entre as tarefas / atividades. As tarefas são modeladas por transições e as dependências por lugares e arcos. Um lugar corresponde a uma condição que pode ser utilizada como pré e / ou pós condição para a execução das tarefas (AALST et al, 2003). A figura 1 ilustra o modelo em RdP elaborado para a representação do SGA.
FIGURA 1 - Modelagem processo em RdP. Fonte: O Autor
O Sistema de Gerenciamento de Anomalias (SGA) tratado no presente artigo tem como fundamento a padronização da resolução de problemas relacionados a não-conformidades encontradas nos processos de negócio da indústria. Em linhas gerais, o SGA engloba o planejamento (identificação das causas da anomalia), o plano de ação (registro das atividades), a verificação (análise da melhoria implementada) e na padronização e efetividade
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das ações implementadas e diagnosticadas. Este último possui o objetivo principal de garantir que as ações realizadas repercutiram em um resultado satisfatório para o tratamento da anomalia encontrada.
Em alinhamento e conformidade com os requisitos da NBR ISO9001 (ABNT, 2000), a proposta de um SGA na empresa nasceu da necessidade de registrar e evidenciar a melhoria contínua e a correção de não-conformidades ocorridas dentro do fluxo produtivo. O SGA engloba as diversas áreas e processos da companhia e possui como principal objetivo compilar informações necessárias para a resolução de problemas originados das auditorias em produtos acabados e nos seus respectivos processos de manufatura. Tais problemas, identificados nos processos como anomalias, podem ter origens diversas e, portanto, devem ser devidamente identificados e gerenciados, com o objetivo principal de eliminar a causa “raiz” do problema. No entanto, visando um controle eficaz, a empresa optou por um SGA informatizado de suporte e controle, focado no gerenciamento da informação. A informação a ser gerenciada, neste caso, é toda aquela que se refere a origem e identificação da anomalia, bem como a sua forma de tratamento para correção e posterior prevenção. Além destas funções, o SGA deve possibilitar o fluxo das informações e o compartilhamento das responsabilidades. Para isso, foi desenvolvido um Workflow para suportar todos os requisitos impostos pelo SGA.
Analisando o modelo em RdP apresentado na figura 1, o processo é iniciado por um Auditor de Produto ou Processo através da identificação da anomalia. Após a identificação e registro, verifica-se a existência de anomalias reincidentes no mesmo item da norma ou relacionada com o mesmo defeito. Esta atividade é realizada pela liderança da área destinatária do registro. Na seqüência, é realizado o diagnóstico das causas geradoras da anomalia bem como o preenchimento do plano de ação para eliminação destas causas. Esta atividade é realizada pela equipe da área de responsabilidade pela geração da anomalia no produto. Após o preenchimento do plano de ação, a liderança do setor valida o plano e libera-o para execuçãlibera-o.
A atividade de validação pela liderança acontece novamente após a execução do plano de ação. Nesse caso, a liderança avalia os resultados adquiridos após a execução da ação e decide se as ações foram efetivas ou não para resolver todos os problemas encontrados. Caso os resultados identificados não foram efetivos, o relatório de anomalia retorna para a área de responsabilidade para revisão do plano de ação. Caso contrário, a data de término das ações implementadas é registrada e as atividades são finalizadas. Além do registro e de todo o fluxo desenvolvido para o gerenciamento de relatórios de anomalias dentro da modelagem do processo, a figura 1 representada pela modelagem de RdP permite a análise de recursos (tanto para direcionamento quanto para quantidade de recurso) envolvidos dentro do processo e também do prazo determinado para a realização de cada atividade. Atividades como elaboração do plano de ação e execução do plano de ação necessitam de monitoramento no cumprimento das atividades, assim como do dimensionamento adequado para a execução destas ações.
3. A modelagem BPMN e EPC
Para iniciar a modelagem de um processo, o essencial é saber quais informações são relevantes para sua compreensão como um todo (BALDAM et al, 2007). A identificação destas informações também será relevante para a escolha da metodologia a ser utilizada para a modelagem do processo. Em grande parte das metodologias existentes, estas informações podem ser encontradas categorizadas pelos seguintes itens (LIN et al, 2002): atividade, comportamento, recurso, relação entre atividade, agente, informação, entidade de informação,
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evento, validação e procedimento de modelagem. As metodologias EPC e BPMN também se enquadram neste cenário.
As ferramentas de modelagem possibilitam que todas as visões do processo sejam identificadas. Para GONÇALVES et al. (2005) o uso da modelagem no processo representa o fluxo de informações e materiais entre os departamentos e sub-departamentos de uma organização, sendo esta uma das formas mais usadas para o formalismo, a modelagem departamental.
3.1 Modelagem EPC (Event-Driven Process Chain)
A concepção do EPC é prover uma linguagem intuitiva de modelagem para o processo de negócio, assim como para a comprovação da especificação formal deste processo (DONGER; AALST; VERBEEK, 2005). Para RECKER et al. (2006) a metodologia EPC consiste de eventos, funções e conexões lógicas que conectam os eventos e funções através do fluxo. Para MENDLING & AALST (2006), MENDLING et al. (2005), a notação EPC configura-se na linguagem de modelagem do processo de negócio que representa as dependências temporais e lógicas das atividades dentro do processo de negócio.
Os principais elementos que compõe a ferramenta do EPC são (DONGEN, 2007):
Funções: determinado pela construção em blocos e identificando as necessidades
do processo nas execuções (são representados por caixas de diálogos com cantos arredondados). Uma função corresponde a uma atividade (tarefa, processo, passo) que precisa ser executada;
Eventos: descreve a situação antes e/ou depois de uma função ser executada, as
funções são ligadas por meio de eventos (são representados por hexágonos). Um evento pode corresponder à posição de uma função e agir como uma condição prévia de outra função;
Conectores: usados para conectar as funções e eventos, caracterizando o caminho
que o fluxo deve seguir (são desenhados em círculos contendo as condições (e) e (ou). A notação EPC consiste nos três elementos principais mencionados. Combinados, esses elementos definem o fluxo de um processo de negócio como uma cadeia de acontecimentos. Além dos elementos principais, a notação EPC também disponibiliza outros elementos para facilitar a compreensão do modelo do processo de negócio. A figura 2 ilustra os elementos que foram utilizados para o presente trabalho.
FIGURA 2 – Elementos EPC. Fonte: O Autor
A motivação na utilização da linguagem EPC, segundo MENDLING (2006), está no uso prático da modelagem do processo de negócio, em oferecer o endereçamento dos elementos da modelagem e em permitir um acompanhamento mais fácil quando da comparação entre outras linguagens de negócio.
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3.2 Modelagem BPMN (Business Process Management Notation)
O BPMN fornece uma notação gráfica para a expressão dos processos de negócios em um diagrama – BPD – Business Process Diagram. O principal objetivo do BPMN é permitir que o gerenciamento de processos de negócio seja uma tarefa intuitiva e que possa ser utilizada tanto por usuários técnicos, quanto por usuários de negócios (BPMI, 2004), para a elaboração de modelos de processos de negócio. Para WOHED et al. (2006), o componente principal desta linguagem está representado pelo foco em prover a compreensão e integração das notações para a modelagem do processo de negócio. Para GONÇALVES et al. (2005), a linguagem BPMN representada por meio de raias de atividades para cada participante do processo, oferece uma maior flexibilidade e notação mais precisa.
O BPMN possui elementos estruturais que permitirá aos usuários compreender e distinguir facilmente todo o conteúdo do processo modelado. Estes elementos estão classificados em três tipos básicos de sub-modelos (BPMI, 2004):
Modelo Privado: representa o modelo de processos de negócios interno. Este é um
modelo mais simples que demonstra a seqüencia das atividades do processo, porém sem uma interação com outros participantes;
Modelo Resumo: representa o modelo privado de um processo de negócio e sua
interação com outro processo ou recurso que não faz parte do processo modelado. Este é um modelo resumido, pois demonstra a seqüencia das atividades do processo e a interação com um único processo ou recurso;
Modelo Colaboração: representa o modelo mais completo de um processo de
negócio e sua interação com outros processos de negócio e/ou recursos. Este é modelo mais completo, pois mostra todo o WorkFlow e responsáveis pelas atividades.
FIGURA 3 – Elementos BPMN. Fonte: O Autor
A fim de facilitar a modelagem de processos de negócio, a notação BPMN está organizada em categorias. Dentro destas categorias estão disponíveis os elementos para a elaboração do modelo. As categorias principais da notação BPMN são (BPMI, 2004):
Objetos de Fluxo: composto pelos elementos: Eventos, Atividades e Decisão;
Objetos SwinLanes: representam os processos e os recursos dos processos. É
composto pelos elementos: Pool – que irá representar um processo – e, Lane que irá representar os recursos do processo modelado;
Artefatos: compostos pelos elementos: Objetos de Dados – representam
informações e/ou materiais –, Grupos de Objetos de Fluxo e Anotações;
Objetos de Conexão: composto pelos elementos: Fluxo de Seqüencia, Fluxo de
Mensagens e Associação. O Fluxo de Seqüencia é o objeto de conexão responsável pela interação entre as atividades dentro do processo – elemento Pool. O Fluxo de
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Mensagens permite a interação entre o processo modelado e outros participantes – interação de fluxo entre outros elementos Pool. Já a Associação, permite a interação entre Artefatos e Objetos de Fluxo.
A figura 3 ilustra os elementos da notação BPMN que foram utilizados para o presente trabalho.
4. Modelagem do SGA utilizando as notações EPC e BPMN
Como premissa para modelar o SGA utilizando as notações BPMN e EPC, foi realizado o mapeamento dos elementos utilizados no modelo em RdP para os modelos BPMN e EPC. O mapeamento das notações gráficas de cada metodologia, utilizado no presente trabalho, é demonstrado na tabela 1.
Tabela 1 – Mapeamento do Processo de RdP em BPMN e EPC.
Elementos Redes de Petri Elementos BPMN Elementos EPC
Arco Fluxo / Seqüência
Fonte: O Autor
Na tabela 1 o mapeamento é feito de acordo com os elementos utilizados no modelo em RdP. Porém, ao modelar o SGA com as notações BPMN e EPC, novos elementos foram adicionados ao modelo. Os elementos que foram adicionados referem-se aos artefatos – segundo a notação BPMN – e, aos elementos de informação / material – segundo a notação EPC e que não são representados no modelo RdP.
Com o mapeamento realizado, o próximo passo da etapa de modelagem foi selecionar uma ferramenta / software, que permitisse elaborar o modelo de acordo com as notações. Segundo BALDAM et al (2007) o uso de softwares para apoio à modelagem podem e devem ser utilizadas, pois o uso adequado pode significar grande economia de tempo. Assim, os autores realizaram uma pesquisa por ferramentas de modelagem que permitissem, de forma mais automatizada, a elaboração dos diagramas utilizando a notação BPMN e EPC. Para a notação BPMN várias ferramentas foram encontradas. Porém para EPC poucas ferramentas foram encontradas. Foram então selecionadas duas ferramentas para a modelagem do processo:
BizAgi Process Modeler – para a modelagem em BPMN;
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Com a ferramenta Microsoft® Visio 2007 também é possível elaborar os modelos em BPMN, porém, ao contrário da ferramenta BizAgi, a ferramenta não possui recursos de validação durante a elaboração do modelo. Esta validação tem como objetivo garantir a consistência entre o relacionamento dos elementos dispostos no modelo. Outro benefício que a ferramenta BizAgi possui em relação ao Microsoft® Visio 2007 é a facilidade no manuseio e seleção dos elementos, principalmente os elementos do tipo swinlanes utilizados na notação BPMN. Ambas as ferramentas, porém, possuem recursos de exportação dos modelos para outros formatos, permitindo desta forma que a análise do processo possa ser realizada por uma ferramenta específica, como é o caso da ferramenta ProM que é mencionada na próxima seção.
FIGURA 4 – Modelo do Processo em BPMN. Fonte: O Autor
A modelagem do SGA realizada utilizando a notação BPMN com a ferramenta BizAgi é apresentada na figura 4. O modelo foi elaborado conforme o mapeamento dos elementos utilizados no modelo em RdP. Os recursos apresentados no modelo RdP ficam dispostos nas raias – swinlanes – no modelo BPMN. As atividades são representadas pelos retângulos com canto arredondados e os eventos que iniciam cada atividade são representados pelos círculos. Cada atividade fica disposta na raia pertencente ao recurso / papel responsável pela sua execução e, caso na execução da atividade é utilizado ou gerado algum documento ou registro, este pode ser representado pelo elemento do tipo artefato. No modelo BPMN do SGA pode-se observar que a atividade: Identificação da Não-Conformidade utiliza os dados reportados sobre a não-conformidade ocorrida e as atividades: Cancela Não-Conformidade e Registra Parecer Final atualiza os dados da não-conformidade com um parecer mais técnico para futura consulta.
Buscando a mesma linha de análise e em cumprimento com a finalidade deste trabalho a figura 5 ilustra a modelagem realizada em EPC, desenvolvida por meio da ferramenta
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Microsoft® Visio 2007. Este modelo também foi elaborado de acordo com o mapeamento realizado com os elementos do modelo RdP. O modelo EPC por sua vez é um modelo que define o fluxo de trabalho por meio da ocorrência dos eventos do processo. O elemento que representa o evento no modelo EPC é o hexágono. Neste modelo, os papéis / recursos são agrupados em departamentos e os documentos e/ou registros utilizados e gerados pelas atividades são representados pelos elementos do tipo informações/material representados no modelo do SGA pelo quadrado.
Ocorrência de Não-Conformidade Unidade Organização Identificação de Não-Conformidade Não-Conformidade Não-Conformidade Registrada Validação do Registro Garantia da Qualidade Registro Válido Não-Conformidade já identificada anteriormente V Dados da Unidade da Organização Cancela Não-Conformidade Garantia da Qualidade Não-Conformidade cancelada Elabora Plano de Ação Não-Conformidade Causas Possíveis Unidade Organização Não-Conformidade Plano de Ação elaborado Valida Plano de Ação Garantia da Qualidade Plano de Ação Não-Conformidade Plano de Ação Insuficiente V Plano de Ação Válido Executa Plano de Ação Ações do Plano de Ação Unidade Organização Sucesso no Plano de Ação Resultado insuficiente V Registra Parecer Final Plano de Ação Garantia da Qualidade Não-Conformidade Não-Conformidade finalizada Plano de Ação executado Validação da Execução do Plano de Ação Plano de Ação Garantia da Qualidade Registro Incorreto
FIGURA 5 – Modelo do Processo em EPC – Fonte: O Autor
5. Resultados e Análise
Analisando a estrutura do modelo EPC, pode-se identificar a semelhança desta notação com os fluxogramas utilizados para definição de processos e / ou fluxo de trabalhos na área de Organização e Métodos na Teoria Geral da Administração (ARAÚJO, 1996). Esta semelhança pode ser um aspecto favorável ao EPC quando há a necessidade da escolha de uma notação para a modelagem de um processo de negócio.
Porém, a representação dos recursos e interação com as atividades do processo é melhor visível com a notação BPMN. A estrutura de raias – swinlanes – permite uma visualização apurada dos papéis necessários para a execução de cada atividade do processo. Além disso, é possível identificar rapidamente qual é o fluxo de trabalho e a ordem de execução das atividades. A notação ainda permite ilustrar quais foram os resultados gerados
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ao final da execução de uma atividade, sendo estes representados com os elementos artefatos da notação.
Analisando o modelo em EPC, ilustrado pela figura 5, verifica-se que a representação dos papéis – recursos necessários para a execução das atividades do sistema – estão agrupados por áreas e/ou departamentos. Isto significa que a notação EPC possui uma visão mais abstrata (ou macro visão) das responsabilidades para cada atividade do processo. A notação EPC possui um formato que permite uma visualização mais apurada da seqüência das atividades do processo – fluxo de trabalho – além de representar os eventos responsáveis pelo início de cada atividade de forma mais abrangente que a notação BPMN.
Por fim, de acordo com WOHED et al. (2006) a notação BPMN possui ainda a vantagem de integração com a linguagem BPEL – Business Process Execution Language – que permitirá analisar a viabilidade do processo modelado – por meio da criação de cenários para simulação. Apesar de existir ferramentas como o ARIS (SAP) que também permitem a integração da notação EPC com um software de análise e simulação do processo, a linguagem BPEL é um projeto mantido por uma comunidade livre e, por sua vez, possui maior compatibilidade com diversas ferramentas para a elaboração e análise de viabilidade dos modelos BPMN. Porém, conforme WHITE (2004a) a abrangência da perspectiva de recursos na notação BPMN é ainda considerada limitada.
6. Considerações Finais
Por meio da análise envolvendo a metodologia BPMN é possível definir que esta notação se mostrou mais completa, permitindo uma visualização mais detalhada do modelo de negócio além de permitir a colaboração de outros processos e recursos (pessoas) envolvidos no modelo de negócio. A metodologia BPMN possui várias ferramentas para modelagem de seu conceito, não limitando seu uso, principalmente voltado pela possibilidade de exportar o conceito para ferramentas que permitem a automatização da análise da modelagem elaborada. Dentro desta linha de análise, a metodologia EPC por sua vez possui uma notação mais simples, semelhante a um fluxograma básico de modelagem de processo, porém por se tratar de uma notação proprietária, existem poucas ferramentas disponíveis para sua modelagem. A metodologia torna-se ideal principalmente para organizações que possuem em sua estrutura de tecnologia softwares como o ARIS (SAP). Este software dispõe de ferramentas para a integração que permitem a validação e criação do Workflow para suporte ao modelo elaborado.
Referências
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