Otimização do planejamento hierárquico da produção em usinas cooperadas do setor sucroenergético
Optimization of the hierarchical production planning of a cooperative society of sugarcane milling companies
Paiva, Rafael Piatti O. de; Morabito, Reinaldo
http://dx.doi.org/10.1590/S0103-65132012005000077
Prod, vol.23, n3, p.449-467, 2013
Resumo
Neste trabalho apresenta-se um modelo de otimização para o planejamento agregado da produção em usinas cooperadas do setor sucroenergético. Esta modelagem considera a relação hierárquica existente entre o planejamento anual da cooperativa e o planejamento tático de safra das usinas cooperadas. No nível de decisão da cooperativa, o modelo indica a meta de produção de cada usina e define a política de estocagem e de atendimento da demanda. No nível de decisão de uma usina cooperada, o modelo possibilita definir a quantidade de cana-de-açúcar colhida, a quantidade transportada por prestador de serviço, a seleção dos processos de produção de açúcar, álcool, melaço e energia elétrica. Para resolver os modelos de programação linear e programação inteira mista envolvidos, utilizou-se uma linguagem de modelagem algébrica e um software de última geração de programação matemática. Resultados computacionais obtidos em estudo de caso são apresentados como forma de ilustrar e validar a aplicação.
Palavras-chave
Planejamento agregado de safra. Planejamento hierárquico da produção. Programação linear inteira mista. Setor sucroenergético
Abstract
The main concern of this work is related to the presentation of an aggregate production planning model of a cooperative society of sugar and alcohol milling companies. This mathematical model is based on a hierarchical approach between the annual planning problem of the cooperative and the tactical planning horizon of the sugarcane mills. At the cooperative level, the main questions are related to the allocation of production goals to each mill and the management of inventory and dynamic demands. At the milling companies’ level, a process selection model aims at helping the decision makers to determine the following: quantity of sugarcane crushed; selection of sugarcane suppliers; selection of sugarcane transport system; and selection of industrial processes used in sugar, alcohol, molasses and energy production. In order to solve the linear and mixed integer mathematical models involved, a modeling language with an optimization solver was applied. Computational results are presented and analyzed with real data application.
Keywords
Aggregate production planning. Hierarchical planning. Mixed integer linear optimization. Sugarcane mills.
References
ALBUQUERQUE, F. M. Processo de fabricação de açúcar. Recife: Ed. Universitária UFPE, 2009.
BELIK, W.; VIAN, C. E. F. Desregulamentação estatal e novas estratégias competitivas da agroindústria canavieira em São Paulo. In: MORAES, M. A. F. D.; SHIKIDA, P. F. A. (Orgs.). Agroindústria canavieira no Brasil: evolução, desenvolvimento e desafios. São Paulo: Atlas, 2002.
CARVALHO, M. D. Proposta de um modelo de planejamento agregado da produção numa usina de açúcar e álcool vinculado à flutuação de preços em mercados à vista e no mercado futuro. 2009. 199 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Produção)-Escola Politécnica, Universidade de São Paulo, São Paulo, 2009.
CASTRO, S. B.; ANDRADE, G. T. C.; ALBUQUERQUE, F. M. Engenharia e processamento do açúcar. In: USINA SANTA CLOTILDE. Apostila de treinamento e consultoria. USINA SANTA CLOTILDE, 2002.
CONSELHO DOS PRODUTORES DE CANA, AÇÚCAR E ÁLCOOL DE ALAGOAS - CONSECANA-AL. Sistema de remuneração da tonelada de cana-de-açúcar com base no açúcar total recuperável (ATR) para o estado de Alagoas. Disponível em:
FERNANDES, A. C. Cálculos na agroindústria de cana-de-açúcar. Piracicaba: EME: STAB, 2003.
HAX, A. C.; CANDEA, D. Production and inventory management. Englewood Cliffs: Prentice-Hall, 1984.
HUGOT, E. Manual da engenharia açucareira. v. I e II. São Paulo: Mestre Jou, 1977.
NAHMIAS, S. Production and operations analysis. 6. ed. McGraw-Hill, 2009.
PAIVA, R. P. O. Um modelo baseado em seleção de processos e dimensionamento de lotes para o planejamento agregado da produção em usinas de açúcar e álcool. 2006. 184 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Produção)-Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2006.
PAIVA, R. P. O. Modelagem do planejamento agregado da produção em usinas cooperadas do setor sucroenergético utilizando programação matemática e otimização robusta. 2009. Tese (Doutorado em Engenharia de Produção)-Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2009.
PAIVA, R. P. O.; MORABITO, R. Um modelo de otimização para o planejamento agregado da produção em usinas de açúcar e álcool. Gestão & Produção, v. 14, p. 25-41, 2007. http://dx.doi.org/10.1590/S0104-530X2007000100004
PAIVA, R. P. O.; MORABITO, R. An optimization model for the aggregate production planning of a Brazilian sugar and ethanol milling company. Annals of Operations Research, v. 169, p. 117-130, 2009. http://dx.doi.org/10.1007/s10479-008-0428-9
SILVA, A. F. Modelagem do planejamento agregado da produção de uma usina sucroalcooleira. 2009. 93 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Produção)-Universidade Federal de Itajubá, Itajubá, 2009.
VIAN, C. E. F. Agroindústria canavieira: Estratégias competitivas e modernização. Campinas: Átomo, 2003.
Facebook
Google+
Twitter
LinkedIn
Mendeley
StumbleUpon
CiteULike
Reddit
Email