Lacuna na literatura

Na seção 3.1 foi revisada a literatura sobre modelos que tratam do planejamento e controle da produção em usinas de cana-de-açúcar, resumidos na Tabela 3. Várias abordagens de modelagem com distintos métodos de solução foram empregadas para a obtenção de planos de colheita, produção e distribuição física com horizontes de tempo de longo, médio e curto prazo.

Tabela 3: Modelos de planejamento e controle Tipos de

planejamento Referências Características Planejamento

industrial Vijayalakshmi (1987) Programação linear Contexto governamental Paiva e Morabito (2009

e 2013) Programação inteira mista Maximização de receita Modelo de seleção de processos Paiva e Morabito

(2011) Programação inteira mista Maximização de receita Modelo de seleção de processos Otimização robusta

Carvalho (2009) Modelo semi-variância de Markowitz Escolha do mix ótimo de produtos Mele et al. (2011) Programação inteira mista

Maximização econômica e ecológica de uma rede de usinas Considera o planejamento agrícola, industrial e da distribuição física nesta rede

Distribuição

Física Yoshizaki et al. (1996) Programação linear Distribuição física do etanol

Modelo de fluxo em redes com transbordamento Colin et al. (1999) Programação linear

Distribuição física do açúcar Modelo de fluxo em redes Kawamura et al. (2006) Programação linear

Distribuição física do açúcar Modelo de fluxo em redes Xavier (2008) Programação inteira mista

Localização de tanques de armazenagem de álcool Desenho da

infraestrutura de colheita

Salassi et al. (2002) Programação inteira mista

Definir a quantidade de cana mecanizada e manual Otimização da produtividade e recuperação de açúcares Higgins et al. (2004b) Localização de terminais ferroviários

Maximizar teor de açúcares

Agregação de áreas em grupos de colheita Capacidade de transporte (raio médio) Meta de processamento da usina Higgins e Laredo

(2006) Localização de terminais ferroviários Agregação de áreas em grupos de colheita Capacidade de transporte (raio médio) Neungmatcha et al.

(2013) Localizar pontos de carregamento para consolidação de carga de fornecedores Escolha do tipo de carregador

Tabela 3: Modelos de planejamento e controle (continuação) Tipos de

planejamento Referências Características Análise de cenários de colheita e transporte (Simulação discreta)

Arjona et al. (2001) Testar cenários

Amortização de equipamentos Higgins e Davies

(2005), Higgins e Laredo (2006)

Testar cenários

Dimensionamento de recursos (locomotivas e vagões) Turnos de trabalho

Ianoni e Morabito

(2006) Testar cenários Políticas no descarregamento de caminhões

Le Gal et al. (2009) Dimensionamento de recursos de colheita e transporte Baseado em programação de colheita macro

Silva et al. (2011) Testar cenários Turnos de trabalho Mundim (2009) Testar cenários

Dimensionamento de recursos (caminhões, máquinas e tratores) Políticas de despacho dinâmico de veículos

Viabilidade econômica do estoque sobre rodas

Bastos (2009) Análise de variáveis relacionadas à logística de colheita e transporte para melhorar regularidade no suprimento de matéria-prima

Programação e sequenciamento de veículos

Singh e Pathak (1994) Minimizar custos dos equipamentos (mão-de-obra, depreciação, capital, manutenção, combustível, lubrificação e impostos) Hahn e Ribeiro (1999) Minimizar os tempos de fila

Considera o número de equipamentos disponíveis nas frentes de colheita, bem como de veículos

Higgins (2006) Programação inteira mista Minimizar os tempos de fila

Considera a disponibilidade de carretas dependente da capacidade de produção da frente de colheita

Formação de blocos de colheita Higgins et al. (2004b) e Higgins e Laredo (2006)

Minimizar a distância entre a área e o centro de massa do bloco Restrição limitando o tamanho

Modelo de programação inteira e função objetivo não linear Barata (1992) Blocos agrupados por variedades, estágio de corte, tipo de solo,

distância entre a área e a usina, data do último corte ou plantio, tratos culturais, dentre outros

Jena (2009) Blocos agrupados por distância entre os talhões menor que um quilômetro, valores da qualidade da matéria-prima iguais, colheita na mesma época e por uma mesma frente

Planejamento plurianual (implantação e reforma)

Barata (1992)

Higgins et al. (1998) Programação linear Maximizar teor de açúcares Meta de processamento

Capacidade de transporte (raio médio)

Época do ano a ser plantada a variedade (reforma) Higgins (1999)

Higgins e Muchow (2003)

Higgins et al. (2004a)

Programação inteira mista (GAP) Meta de processamento da usina Maximizar teor de açúcares

Capacidade de transporte (raio médio) Capacidade de colheita

Época do ano a ser plantada a variedade (reforma) Colin (2009) Método de implantação do canavial

Programação quadrática Planejamento

de plantio Sartori et al. (2001) Programação linear Maximizar teor de açúcares Meta de processamento

Capacidade de transporte (raio médio) Piewthongngam et al.

(2009) Programação linear Maximizar teor de açúcares

Tabela 3: Modelos de planejamento e controle (continuação) Tipos de

planejamento Referências Características Planejamento de

colheita macro Guise e Ryland (1969) Programação quadrática Considera capacidade industrial, custos de produção e margem de contribuição

Análise do momento de início e final de safra para a obtenção de melhor rentabilidade

Jiao et al. (2005) Programação quadrática

Maximização do teor de sacarose

Proporção que cada fazenda deve produzir Guilleman et al. (2003), Le Gal et al. (2003), Gaucher et al. (2003), Le Gal et al. (2008), Lejars et al. (2008), Le Gal et al. (2009)

Simulação determinística utilizando o software MAGI Maximizar teor de açúcares

Produção agrícola Capacidade industrial

Capacidade de transporte e colheita

Caliari et al.

(2004) Programação linear Frentes de colheita previamente definidas Maximização do teor de sacarose

Consideração da capacidade da usina, áreas de maturadores e vinhaça

Scarpari e

Beauclair (2010) Programação linear Decisão do tipo de colheita (manual e mecanizada)

Decisão da tecnologia de transporte (rodotrem ou treminhão) Restrição das capacidades de colheita, carregamento e transporte Higgins (2002) e

Higgins e Postma (2004)

Programação inteira mista com o problema de escalonamento de enfermeiras

Determinação do padrão de entrega de fornecedores à usina Função multiobjetivo

Analisa a utilização de terminais ferroviários, locomotivas e sistema viário

Guan et al. (2009) Enfoque em uma fazenda

Sequenciamento de operações agrícolas

Solução através de meta-heurísticas (Simulated Annealing, Algoritmo Genético)

Stray et al. (2012) Determinação da sequência de colheita dos fornecedores de uma usina

Problema do caixeiro viajante assimétrico com custos dependentes do tempo

Grunow et al.

(2007) Meta de processamento da usina Maximizar teor de açúcares Capacidade industrial

Capacidade de transporte (raio médio) Capacidade de colheita

Jena e Poggi

(2013) Programação inteira mista GAP Meta de processamento da usina Maximizar teor de açúcares

Aplicação de maturadores e vinhaça Capacidade industrial

Capacidade de transporte (raio médio) Capacidade de colheita

Tabela 3: Modelos de planejamento e controle (continuação) Tipos de

planejamento Referências Características Planejamento de

colheita (Operacional)

Milan et al.

(2006) Minimizar custos de transporte Meta de processamento da usina

Capacidade de transporte rodoviário e ferroviário Capacidade de colheita

Restrições de jornada de trabalho Grunow et al.

(2007) Meta de processamento da usina Maximizar teor de açúcares Dimensionamento de veículos Jena e Poggi

(2013) VRP tratado como GAP Meta de processamento da usina Maximizar teor de açúcares

Aplicação de maturadores e vinhaça Capacidade de transporte (raio médio) Capacidade de colheita

Analisando estes modelos, percebe-se que, apesar de trabalhos como Higgins (1999), Higgins e Muchow (2003), Higgins et al. (2004b), Grunow et al. (2007) e Jena e Poggi (2013) abordarem vários dos aspectos do modelo conceitual por meio da modelagem em GAP, o plantio e a colheita são tratados sem a análise dos deslocamentos das frentes de colheita. Parte-se de uma definição prévia das frentes sem considerar a sequência de colheita dos blocos, a perda de capacidade devido ao deslocamento das frentes e sua interferência nas capacidades de colheita e transporte (veja seção 2.4). Stray et al. (2012) aborda o sequenciamento das áreas, porém não divide a operação em frentes de colheita, contrastando da realidade brasileira.

Quando estes planos são desdobrados no plano operacional e, posteriormente, no controle de tráfego, pode-se verificar condições de infactibilidade. Contratações momentâneas de terceiros para incrementar a capacidade de colheita e transporte vêm se tornando cada vez mais improváveis, devido à especificidade e alto custo dos recursos de colheita e transporte, como as colhedoras de cana, as unidades de transbordo e as unidades de carga canavieiras (rodotrem).

Com isso, a otimização de açúcares, que foi prevista no planejamento de colheita macro e alimentou o plano industrial, bem como a comercialização dos produtos, não se concretiza ou realiza-se apenas parcialmente. Este tipo de desvio causa desgaste no relacionamento entre os elos da cadeia de produção e prejuízos à empresa, devido à redução de eficiência industrial oriunda da qualidade da matéria-prima inferior à prevista, como também falhas na estratégia de comercialização, especialmente no que tange à venda a mercados futuros.

Desta maneira, percebe-se uma lacuna na literatura gerada pela falta de uma abordagem de otimização que trate a programação das frentes de colheita, visando equilibrar o suprimento à unidade fabril, o manejo varietal, a capacidade de colheita e de transporte, e que possa orientar o tipo de variedade nas áreas a serem plantadas, bem como o dimensionamento de veículos e colhedoras. Estes relacionamentos estão inspirados nas necessidades de usinas localizadas na região Centro-Sul do Brasil, ou seja, unidades produtivas predominando estruturas de colheita e transporte com controle próprio, bem como com tendência à mecanização da colheita e formação de grandes conglomerados.