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Download GERENCIAMENTO DA CADEIA DE SUPRIMENTOS: OTIMIZAO DA ...din.uem.br/sbpo/sbpo2009/artigos/55878.pdf3. Modelo de otimizao da cadeia de abastecimento logstica A fim de considerar todas

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  • GERENCIAMENTO DA CADEIA DE SUPRIMENTOS: OTIMIZAO DA CADEIA DE ABASTECIMENTO LOGSTICA EM UMA EMPRESA

    CIMENTEIRA

    Daniel Cezar GarciaUniversidade Federal de Minas Gerais

    Av. Antnio Carlos, 6627 - Pampulha - Belo Horizonte, Minas Gerais, Brasilsqueeu2@gmail.com

    Ricardo S. de CamargoUniversidade Federal de Minas Gerais

    Av. Antnio Carlos, 6627 - Pampulha - Belo Horizonte, Minas Gerais, Brasilrcamargo@dep.ufmg.br

    RESUMO

    O propsito deste artigo demonstrar atravs de um estudo de caso em uma empresa cimenteira as aplicaes e benefcios advindos da integrao da cadeia de abastecimento logstica. Dado um conjunto de fornecedores, instalaes fabris, centros de distribuio e clientes com demandas determinsticas, ser apresentado um modelo matemtico de programao inteira mista capaz de definir a configurao dos sistemas de aquisio-distribuio de insumos, e produo-distribuio de produtos acabados com curto tempo de resoluo para cenrios de tamanho realstico. O modelo que objetiva maximizar a lucratividade da empresa, obtm resultado atravs da diferena entre a receita de vendas e os custos de aquisio, transporte, fabricao e estocagem. Sero descritos a formulao do modelo e os resultados obtidos aps sua aplicao em uma multinacional cimenteira, bem como apresentadas sugestes para sua utilizao em outras cadeias de abastecimento.

    PALAVRAS CHAVE. Programao Matemtica. Aplicaes Indstria. Logstica e Transportes.

    ABSTRACT

    The purpose of this article is going to show through a case study in a cement company the application and resulting benefits of the integration of the logistics supplying chain. Fact an assembly of suppliers, manufacturing installations, centers of distribution and clients with deterministic demands, will be presented a mathematical model of mixed integer programming able to set the configuration of the systems of acquisition-distribution of inputs, and output-distribution of products put an short end time of resolution for realistic size sceneries. The model that objective to maximize the profitability of the company, results obtained through the difference between the sales prescriptions and costs of acquisition, transport, manufacturing and storage. They will be described the formulation of the model and the results obtained after their application in a multinational cement company, as well like presented suggestions for their utilization in other supply chains.

    KEYWORDS. Mathematical Programming. Applications to the Industry. Logistics and Transportation.

    XLI SBPO 2009 - Pesquisa Operacional na Gesto do Conhecimento Pg. 806

  • 1. IntroduoComo dito em (Motwani, et. al., 1998, In: Dias, 2003), na tica da colaborao em redes de

    relacionamento, o desafio fazer com que todos os envolvidos na cadeia, incluindo fornecedores, produtores, distribuidores e consumidores trabalhem como se fizessem parte da mesma companhia. As corporaes globais, pressionadas pela conjuntura de concorrncia alavancada pela tecnologia, enfrentam constantemente o desafio de otimizar a configurao de sua cadeia de abastecimento logstica. Segundo (cf. Ballou, 1992), a concepo estratgica de uma cadeia de abastecimento exige gestores para determinar o nmero, localizao e capacidade de fbricas e armazns, determinar o seu conjunto de fornecedores, arcos e modais de transporte, quantidades de matrias-primas e produtos acabados a serem produzidos, transportados e /ou estocados.

    A reduo de custos ou a maximizao do ganho total aps impostos gerados pela integrao da cadeia de abastecimentos a nvel nacional ou internacional j foram demonstrados por vrios autores atravs de diferentes modelagens e heursticas, alguns deles sero apresentados na reviso de literatura. No entanto, de uma forma geral, esses modelos ainda no conseguem gerir as incertezas da cadeia em suas formulaes, e isso pode ser considerado como a principal desvantagem dos mesmos. Outra carncia evidente nos modelos de integrao da cadeia de abastecimento a ausncia de uma forma consistente para integrar a rvore de insumos (BOM) ao modelo, fazendo a ligao entre insumos e produtos acabados.

    Nesse artigo ser apresentado um modelo matemtico que objetiva a maximizao de lucros aps impostos de uma cadeia de abastecimento logstica. Esse modelo foi desenvolvido para uma empresa de cimento, que, na busca pela excelncia e destaque em um mercado competitivo em que custos de frete chegam a representar at 30% do valor do produto final, procurava alternativas para otimizar sua cadeia de suprimentos. Alguns aspectos do modelo foram elaborados de forma especfica para reduzir as incertezas da cadeia de abastecimento de uma empresa desse setor, porm o modelo proposto pode ser aplicado a empresas de outros segmentos onde o processo de fabricao possa ser simplificado por uma etapa nica. A fabricao de cimento pode ser resumida pelos processos do forno de clnquer, responsvel pela produo desse insumo, e a moagem, onde as entradas so os diversos insumos (inclusive o clnquer) e a sada o cimento. Para simplificar o modelo a um processo nico, tratamos o processo do forno, sem prejuzos ao cenrio real, como um fornecedor qualquer desse insumo. Esse tratamento se fez ainda mais interessante pela possibilidade de transferncia do clnquer entre as fbricas.

    Utilizando demanda determinstica, o modelo temporal de programao inteira mista apresentado integra vrios tipos de decises: Quais os fornecedores de cada planta fabril e os arcos de transporte de insumos a serem realizados; As quantidades de cada produto a serem fabricados por cada fbrica em cada perodo; As quantidades de produto acabado a serem transportadas para os armazns e/ou clientes em cada perodo e os arcos de transporte a serem realizados; As quantidades a serem estocadas de insumos e produtos acabados em cada perodo para atender demanda sazonal;O modelo tambm uma ferramenta muito eficiente para simular investimentos em abertura ou fechamento de fbricas e/ou depsitos. Assim como aquisio de capacidade de fabricao, estocagem ou movimentao de insumos e produtos acabados na cadeia. Por ser um modelo que maximiza lucros aps impostos, decises estratgicas de como e/ou onde investir podem ser simuladas j obtendo como sada o ganho total discriminado por perodos.

    Alm desse primeiro tpico introdutrio, o artigo foi dividido em mais quatro tpicos. O segundo tpico apresentar uma reviso de literatura onde ser abordado o que j foi feito por diversos autores para integrar cadeias de abastecimento, suas contribuies, vantagens e desvantagens. No terceiro, sero apresentadas a descrio e formulao do modelo de programao inteira mista. No tpico quatro sero apresentados alguns resultados obtidos na

    XLI SBPO 2009 - Pesquisa Operacional na Gesto do Conhecimento Pg. 807

  • otimizao da cadeia de abastecimento da empresa cimenteira, e o quinto tpico apresentar as concluses.

    2. Reviso de LiteraturaEssa reviso de literatura objetiva apresentar as principais referncias relacionadas com a

    integrao da cadeia de abastecimento global, suas caractersticas e contribuies. Vrios autores j demonstraram a importncia da integrao da cadeia para a reduo de custos ou maximizao de lucros aps impostos. Geoffrion e Powers (1995), apresentaram os principais motivos da necessidade de otimizao na resoluo de problemas de planejamento global de distribuio e levantaram uma srie de questes a serem consideradas quando se estuda a flexibilidade desses tipos de modelos.

    Bhatmagr et. al. (1993), apresenta uma reviso sobre modelos para a coordenao de mltiplas plantas. O problema de coordenao geral subdividido em trs categorias: Coordenao entre a oferta e as atividades de produo, coordenao entre a produo e as atividades de distribuio e coordenao entre inventrios e atividades de distribuio. Tambm envolvendo a coordenao da aquisio, produo e distribuio, uma ampla reviso de literatura foi apresentada por Thomas e Griffin (1995). Esse artigo trs as principais referncias relacionadas coordenao comprador-vendedor, produo-distribuio e inventrio-distribuio.

    Geoffrion e Powers (1995) forneceram uma perspectiva histrica sobre os sistemas de distribuio e afirmaram que o processo de construo de um modelo logstico abrangente traz um grande benefcio, uma vez que obriga as empresas a definir e compreender suas atividades logsticas. Os autores discutem a evoluo na concepo estratgica de sistemas de distribuio ao longo dos ltimos vinte anos, e, sobre os mtodos de soluo, constatam que a maioria dos aplicativos necessita que a fonte de procura dos clientes por produtos seja nica.

    Geoffrion (1977) descreve como obter um mtodo adequado de agregao dos fornecedores quando se pretende reunir um subconjunto de itens em um modelo de planejamento logstico. O modelo inclui custos de aquisio e transporte, e uma funo geral de instalao relacionada com custos de transportes e custos externos. No modelo so considerados os limites inferiores e superiores para fluxos de insumos adquiridos, a procura pela satisfao do cliente, e algumas limitaes de viabilidade.

    Vidal e Goetschalckx (1996) apresentaram a primeira tentativa de incluso da confiabilidade do fornecedor na formulao de um modelo de produo-distribuio. O modelo focado em uma rede de transportes internacional, para empresas que operam em mltiplos pases. Portanto, alm dos fluxos de materiais e custos de transporte, aquisio, produo, o modelo tambm considera em sua formulao a taxa de cmbio entre diferentes origens e destinos.

    Em Aikens (1985), apresentada uma reviso dos principais modelos de localizao de facilidades. Apesa

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