Avaliação do uso de Bate-volta (drop & hoo) e metodologia de despacho de caminhões para o transporte de cana-de-açúcar

1. USO DE SIMULA Ç ÃO DE EVENTOS DISCRETOS PARA O DIMENSIONAMENTO DE FROTA PARA COLHEITA E TRANSPORTE DE CANA-DE-A ÇÚ CAR Defesa de Mestrado Aluno: João Umbiruçu Campos Mundim Orientador: Prof. Dr. Rui Carlos Botter Mestrado em Engenharia de Sistemas Logísticos

2. INTRODUÇÃO OBJETIVO E MOTIVAÇÃO SISTEMA CCT REVISÃO DA LITERATURA SIMULAÇÃO DE SISTEMAS PROBLEMA MODELADO RESULTADOS CONCLUSÕES SUGESTÕES PAUTA DA APRESENTAÇÃO

3. INTRODUÇÃO

4. INTRODUÇÃO Fonte: Única/08 Brasil: maior produtor mundial de cana-de-açúcar R$ 20 bilhÕes em SP 35% PIB agrícola SP 35% PIB nacional

5. Paradas na indústria : interrupção por falta de matéria-prima afetam a qualidade do produto final custo de reinício de operação elevado Minimização das interrupções : coordenação agrícola e industrial programar etapas de corte escolha de variedades tempo para processamento APRESENTAÇÃO

6. Abastecimento adequado : Eficiência nas operações de CCT (corte-carregamento-transporte) Operações de CCT : interdependência de processos tempos improdutivos (filas) Outros eventos que contribuem para perda de eficiência: manutenção automotiva troca de turno parada para refeições APRESENTAÇÃO

7. Planejamento : Grande maioria das usinas não realiza nenhum tipo de planejamento diário Processo CCT complexo operações bem definidas APRESENTAÇÃO

8. OBJETIVO DA PESQUISA E MOTIVAÇÃO

9. Dissertação: aborda o uso de simulação de eventos discretos para o dimensionamento de recursos para o sistema de corte, carregamento e transporte de cana-de-açúcar, necessários para a realização da safra . Objetivo principal: desenvolver uma ferramenta computacional , baseada em simulação estocástica, capaz de representar a alocação dinâmica de caminhões para o transporte de cana-de-açúcar OBJETIVO

10. Contribuir com a difusão de técnicas de modelagem computacional como ferramentas de apoio à decisão Ausência , na literatura pesquisada, de trabalhos relativos ao dimensionamento de frota com aplicação concomitante de simulação e alocação dinâmica MOTIVAÇÃO

11. SISTEMA CCT

12. Opera ç ões de CCT : tipo de corte (manual ou mecânico) equipamento (carregadora, colhedora, trator-de-reboque etc) Corte manual: queima do canavial corte da cana inteira disposição em linhas carregamento dos caminhões e julietas Corte mecânico: queima do canavial ou colheita in natura corte, limpeza, pica ç ão e descarga em caminhões, julietas descarga pode ser em transbordos: caminhão não entra na lavoura SISTEMA CCT

13. Transporte : Rodoviário (predominante) Composições rodoviárias Podem ser adotadas carretas-reserva na usina e/ou lavoura: potencializa o uso do cavalo-mecânico e do caminhão SISTEMA CCT

14. SISTEMA CCT – REPRESENTAÇÃO ESQUEMÁTICA

15. SISTEMA CCT – SUBSISTEMAS

16. SISTEMA CCT – RECURSOS DO SISTEMA Subsistema Recursos Carregamento Carregadoras Tratores de reboque Corte mecânico Colhedoras Tratores de reboque Transbordos Pátio de engate Reboques reservas Engatadores Rodoviário Caminhões Reboques Vias de acesso Recepção de cana Balança Amostrador de cana Pátio de engate / desengate Mesas de descarga Cabine de despacho Engatadores

17. SISTEMA CCT – MEDIDAS DE DESEMPENHO Medida Índice de análise Custo da operação R$/t Produção diária t total transportada/dia

18. REVISÃO DA LITERATURA Busca por estudos de dimensionamento de frota realizados com simulação de eventos discretos, mas não restritos a esta técnica

19. HAHN : Dimensionar equipamentos para o dia seguinte Planejamento t á tico ou estrat é gico Ociosidade no transporte é prefer í vel à falta de cana na usina Ocisiosidade de carregadoras e tratores é prefer í vel à ociosidade dos caminhões COCHRAN & WHITNEY : Estudaram o planejamento de um sistema de transporte de cana- de-açúcar. Alocação estática REVISÃO DA LITERATURA

20. SEIXAS & WIDMER : programa ç ão linear inteira para selecionar e dimensionar a frota de ve í culos para o transporte principal de madeira não consideraram equipamentos de campo considera o n ú mero de viagens de 1 caminhão em um per í odo de tempo T programa ç ão linear: não h á variabilidade dos tempos de processos WIDMER : analisou formação de filas nos eventos de carga e descarga de madeira e cítricos demonstrou que técnicas de alocação de caminhões em bloco, e sem despacho dinâmico, contribuem para o baixo aproveitamento da frota. Não há indicação de técnica para a análise e soluções de melhoria REVISÃO DA LITERATURA

21. IANNONI: simulação para analisar processo de descarga de caminhões de cana restrito ao processo de descarga:não considera que alterações neste subprocesso do CTC pode afeta o desempenho da frota ARCE, GUARNIERI E MENDES: sistema de programa ç ão de transporte florestal Modelo matem á tico: considera os tempos de viagens como sendo m é dios , não sendo poss í vel aplicar variabilidade a esta vari á vel (ASICAM) REVISÃO DA LITERATURA

22. RAICU E TAYLOR : Sistema Computadorizado de Suporte à Decisão para selecionar a estrat é gia ó tima de despacho de caminhões Visual Fox Pro Planejamento operacional não considera as variabilidades dos tempos de carregamento e trabalha apenas com as informa ç ões de bins (julietas) dispon í veis nos locais de carregamento sistema Australiano : colheita 14 horas/dia, transporte 24 horas.dia REVISÃO DA LITERATURA

23. GAUCHER, LE GAL E SOLER : desenvolveram dois modelos complementares para simular, semanalmente , o planejamento e a opera ç ão de uma usina ao longo da safra. primeiro modelo: compara a produ ç ão semanal e total da safra segundo modelo: trata da cadeia log í stica e permite avaliar diariamente os impactos das mudan ç as estruturais da capacidade de colheita e transporte. modelos aplicam-se ao sistema australiano não contemplam o subprocesso de colheita propriamente dito REVISÃO DA LITERATURA

24. REVISÃO DA LITERATURA YOSHIZAKI : Modelos de Redes de Filas para avaliar o desempenho operacional de sistemas log í sticos considera um dia t í pico de opera ç ão da usina simplifica ç ão bastante expressiva: considera a capacidade de campo (ve í culos carregados / minuto) como sendo infinita O autor conclui que os modelos anal í ticos de redes de fila podem ser usados para c á lculos preliminares, sendo recomendada a aplica ç ão de simula ç ão para resultados mais precisos

25. REVISÃO DA LITERATURA Algoritmos de despacho estudos que pudessem ser correlacionados ao sistema CCT minera ç ão: m ú ltiplas origens e m ú ltiplos destinos “ blendagem ” do min é rio realoca ç ão de caminhões em trânsito ambientes industriais: m ú ltiplos produtos transporte rodovi á rio: jornada de motoristas m ú ltiplos destinos na mesma viagem

26. Considerando : a complexidade do Sistema CCT sua natureza dinâmica aleat ó ria forte correla ç ão entre seus subsistemas dificuldade de representa ç ão por m é todos determin í sticos e por modelos de redes de fila Aplica ç ão da Simula ç ão Estoc á stica REVISÃO DA LITERATURA

27. SIMULAÇÃO DE SISTEMAS

28. AN Á LISE DETERMIN Í STICA Usina Transporte Lavoura

29. AN Á LISE POR SIMULA Ç ÃO Transporte Usina Lavoura

30. PROBLEMA MODELADO

31. SISTEMA CCT : Opera ç ões: corte mecânico uso de transbordo transporte por rodotrem – 62 t/viagem Usina: 19.500 t / dia 5 Frentes de corte turnos de trabalho: 3 turnos 40 minutos para troca de motorista PROBLEMA MODELADO

33. SISTEMA CCT – ALOCA Ç ÃO DE CAMINHÕES Frente 1 Frente 2 Frente n DESPACHO DINÂMICO DESPACHO EST Á TICO

34. SISTEMA CCT – ALOCA Ç ÃO DE CAMINHÕES Frente 1 Frente 2 Frente n DESPACHO DINÂMICO DESPACHO EST Á TICO

35. SISTEMA CCT - M Ó DULOS DO SIMULADOR

36. SISTEMA CCT – MODELO CONCEITUAL

37. M Ó DULOS DO DESPACHADOR - C Á LCULO DA VAZÃO USINA LAVOURA Colhedoras Tratores

38. C Á LCULO DA VAZÃO - CONTADOR DE COLHEDORA

39. C Á LCULO DA VAZÃO - CONTADOR DE COLHEDORA

40. C Á LCULO DA VAZÃO – COLHEDORAS E TRATORES

41. C Á LCULO DA VAZÃO – CAMINHÕES

42. C Á LCULO DA VAZÃO – GRUPO RESTRITIVO Colhedora Trator Trator Colhedora

43. C Á LCULO DA VAZÃO – VAZÃO RELATIVA

44. RESULTADOS

45. RESULTADOS PROJETO EXPERIMENTAL É atrav é s da experimenta ç ão que se verifica como um sistema é influenciado por uma ou mais vari á veis ( FREITAS FILHO (2001)) Fator Descrição 1 Quantidade de cavalos mecânicos 2 Quantidade de semi-reboques reservas 3 Quantidade de cavalos escravos 4 Tipo de despacho 5 Adoção de bate-volta

46. RESULTADOS CEN Á RIO BASE despacho est á tico sem ado ç ão de bate-volta na usina sem ado ç ão de bate-volta na lavoura Frota = frota de caminhões Mp = meta de produ ç ão Ct = capacidade di á ria de transporte de cada caminhão Produção : 16.245 t/dia 27 rodotrens

47. RESULTADOS DESPACHO EST Á TICO

48. RESULTADOS S é rie 1 27 a 46 rodotrens sem reboque-reserva na lavoura despacho est á tico aumentando somente a frota de caminhões não é poss í vel atender à demanda. aumentando significativo do tempo de campo. Produ ç ão Custo opera ç ão Tempo de Campo (min) Cen á rio Frota (t/dia) Safra (x 1000) R$/t 1 27 16.245 R$ 37.335 R$ 11,27 30 2 32 17.836 R$ 40.150 R$ 11,03 40 3 37 18.677 R$ 42.062 R$ 11,04 56 4 42 18.974 R$ 43.458 R$ 11,23 74 5 46 19.116 R$ 44.323 R$ 11,37 85

49. RESULTADOS S é rie 2 27 rodotrens com reboque-reserva na lavoura despacho est á tico Frota Produção Custo operação Tempo de campo (min) Cenário Caminhões Reb. reserva na lavoura (t/dia) Safra (x 1000) R$/t 1 27 0 16.245 R$ 37.335 R$ 11,27 30 6 27 5 18.207 R$ 36.172 R$ 9,74 16 7 27 10 18.891 R$ 36.173 R$ 9,39 11 8 27 15 18.900 R$ 36.451 R$ 9,45 10 9 27 20 18.974 R$ 36.650 R$ 9,47 9 10 27 25 19.030 R$ 36.954 R$ 9,52 9 11 27 30 19.030 R$ 37.212 R$ 9,59 9 12 27 35 19.158 R$ 37.518 R$ 9,60 9 13 27 40 19.139 R$ 37.761 R$ 9,67 9 14 27 45 19.122 R$ 38.050 R$ 9,75 9 15 27 50 19.059 R$ 38.219 R$ 9,83 9

50. RESULTADOS S é rie 3 32 rodotrens com reboque-reserva na lavoura despacho est á tico 20% > cen á rio base Frota Produção Custo operação Cenário Caminhões Reb. reserva na lavoura (t/dia) Safra (x 1000) R$/t 1 27 0 16.245 R$ 37.335 R$ 11,27 16 32 5 19.301 R$ 39.112 R$ 9,93 17 32 10 19.459 R$ 37.911 R$ 9,55 18 32 15 19.560 R$ 37.956 R$ 9,51 19 32 20 19.581 R$ 38.246 R$ 9,57 20 32 25 19.519 R$ 38.419 R$ 9,65 21 32 30 19.524 R$ 38.551 R$ 9,68 22 32 35 19.591 R$ 38.847 R$ 9,72 23 32 40 19.565 R$ 39.180 R$ 9,82 24 32 45 19.599 R$ 39.419 R$ 9,86 25 32 50 19.632 R$ 39.640 R$ 9,90

51. RESULTADOS DESPACHO DINÂMICO

52. RESULTADOS S é rie 4 sem reboque-reserva na lavoura despacho dinâmico Meta de produ ç ão NÃO atendida

53. RESULTADOS S é rie 5 27 rodotrens com reboque-reserva na lavoura despacho dinâmico Meta de produ ç ão NÃO atendida

54. RESULTADOS S é rie 2 x S é rie 5 despacho est á tico x despacho dinâmico (cen á rios sem atingimento de meta) despacho est á tico x despacho dinâmico 17,600 17,800 18,000 18,200 18,400 18,600 18,800 19,000 19,200 19,400 19,600 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Reboque-reserva t/dia R$ 9.00 R$ 9.10 R$ 9.20 R$ 9.30 R$ 9.40 R$ 9.50 R$ 9.60 R$ 9.70 R$ 9.80 R$ 9.90 R$/t Série 5 t/dia Série 2 t/dia Série 5 R$/t Série 2 R$/t

55. RESULTADOS S é rie 6 32 rodotrens com reboque-reserva na lavoura despacho dinâmico Frota Produção Custo operação Cenário Caminhões Reb. reserva na lavoura (t/dia) Safra (x 1000) R$/t 41 32 5 19.524 R$ 38.933 R$ 9,78 42 32 10 19.551 R$ 37.690 R$ 9,45 43 32 15 19.562 R$ 37.822 R$ 9,48 44 32 20 19.596 R$ 38.101 R$ 9,53 45 32 25 19.601 R$ 38.348 R$ 9,59 46 32 30 19.616 R$ 38.587 R$ 9,64 47 32 35 19.618 R$ 38.835 R$ 9,70 48 32 40 19.637 R$ 39.048 R$ 9,75 49 32 45 19.643 R$ 39.249 R$ 9,79 50 32 50 19.659 R$ 39.568 R$ 9,87

56. RESULTADOS S é rie 3 x S é rie 6 despacho dinâmico x despacho dinâmico (cen á rios com atingimento de meta)

57. RESULTADOS S é rie 7 28 a 31 rodotrens com reboque-reserva na lavoura despacho dinâmico Qual a menor frota possível? Despacho estático: caminhão não muda de frente. reduzir um caminhão de uma determinada frente de corte pode comprometer o resultado da produção daquela frente e, quando a frota já está no limite de sua capacidade, os resultados para a produção global são danosos. Despacho dinâmico: esta situação (redução de um equipamento da frota) já não acontece com o despacho dinâmico, pelo menos não é tão sensível como no despacho estático, uma vez que esta técnica consegue distribuir melhor os equipamentos, prevenindo a formação de filas, principalmente. no campo. Fator Níveis Intervalo de variação dos níveis Frota de caminhões 28 a 31 unidade Frota de reb. Reserve na lavoura 5 a 50 cinco

58. RESULTADOS S é rie 7 28 a 31 rodotrens com reboque-reserva na lavoura despacho dinâmico 40 cen á rios avaliados Resultado: cen á rio 56 menor frota entre todos os cen á rios 29 rodotrens + 10 reboques-reserva na lavoura R$ 9,30 / t : 2,3% menor que o do cen á rio 18 economia de R$ 920,87 mil na safra.

59. RESULTADOS S é rie 7 28 a 31 rodotrens com reboque-reserva na lavoura despacho dinâmico

60. RESULTADOS S é rie 7 28 a 31 rodotrens com reboque-reserva na lavoura despacho dinâmico

61. RESULTADOS Cen á rios sem bate-volta na usina Das 7 s é rie analisadas em apenas 3 a meta de produ ç ão foi atingida Cen á rio 42 x 56: economia de R$ 654 mil na safra: refinamento an á lise Cen á rio 18 x 56: economia de R$ 921 mil na safra: m é todo de aloca ç ão Cenário Série Frota Produção Custo Despacho Caminhões Reb.reserva na lavoura (t/dia) R$/t Safra (x 1000) 1 Base 27 0 16.245 R$ 11,27 R$ 37.334 Estático 18 3 32 15 19.559 R$ 9,51 R$ 37.955 Estático 42 6 32 10 19.551 R$ 9,45 R$ 37.689 Dinâmico 56 7 29 10 19.525 R$ 9,30 R$ 37.034 Dinâmico

62. RESULTADOS Compara ç ão dos cen á rios sem bate-volta na usina, com relaxa mento da meta de produ ç ão di á ria Melhor cen á rio (mais barato) de cada s é rie Tolerância de 5%: 18.525 t/dia Nova meta pode ser atingida com despacho est á tico: s é ries 1 e 2 Custo at é 17% > cen á rio 56 Frota 13 rodotrens a mais Menor custo Cen á rio S é rie Frota Produção Custo Despacho Caminhões Reb.reserva na lavoura (t/dia) R$/t Safra (x 1000) 1 Base 27 0 16.245 R$ 11,27 R$ 37.335 Estático 4 1 42 0 18.974 R$ 11,23 R$ 43.458 Estático 7 2 27 10 18.891 R$ 9,39 R$ 36.173 Estático 18 3 32 15 19.560 R$ 9,51 R$ 37.956 Estático 29 4 42 0 18.792 R$ 11,26 R$ 43.185 Dinâmico 32 5 27 10 19.184 R$ 9,30 R$ 36.393 Dinâmico 42 6 32 10 19.551 R$ 9,45 R$ 37.690 Dinâmico 55 7 28 10 19.392 R$ 9,28 R$ 36.712 Dinâmico 56 7 29 10 19.525 R$ 9,30 R$ 37.035 Dinâmico

63. RESULTADOS BATE-VOLTA NA USINA

64. RESULTADOS S é rie 8 cen á rio base com bate-volta na usina sem reboque-reserva na lavoura despacho est á tico S ó a ado ç ão de bate-volta na usina não foi capaz de melhorar a produ ç ão, somente aumentando o custo operacional Cen á rio Frota Produção Custo operação Custo da safra Caminhões Escravo Reb. Usina (t/dia) R$/t (x 1000) 1 27 0 0 16.245 R$ 11,27 R$ 37.335 91 27 10 10 16.245 R$ 11,84 R$ 39.227

65. RESULTADOS S é rie 9 sem reboque-reserva na lavoura despacho est á tico 32 rodotrens = cen á rio 18 Bate-volta na usina não foi capaz de melhorar a produ ç ão, somente aumentando o custo operacional . Frota Produção Custo operação Cenário Caminhões Reb.reserva na lavoura Escravo Reb. Usina (t/dia) R$/t R$/safar x 100 18 32 15 0 0 19.560 R$ 9,51 R$ 37.956 92 32 0 10 10 18.877 R$ 11,31 R$ 43.544 93 32 5 10 10 19.308 R$ 10,57 R$ 41.639 94 32 10 10 10 19.544 R$ 10,04 R$ 40.042 95 32 15 10 10 19.451 R$ 10,12 R$ 40.136 96 32 20 10 10 19.597 R$ 10,12 R$ 40.464 97 32 25 10 10 19.549 R$ 10,21 R$ 40.706

66. RESULTADOS S é rie 10 despacho dinâmico ou est á tico, bate-volta na usina e lavoura Bate-volta na usina não foi capaz de melhorar o custo da produ ç ão em rela ç ão ao cen á rio 56

67. CONCLUSÃO

69. SUGESTÕES PARA TRABALHOS FUTUROS

70. TRABALHOS FUTUROS avaliar outras configura ç ões de usinas: com corte de cana inteira e picada an á lise do impacto da varia ç ão das caracter í sticas agronômicas da cana-de-a çú car ao longo da safra (varia ç ão dos teores de a çú car e fibra), entre outros fatores No campo da avalia ç ão econômica , outras abordagens podem tamb é m ser avaliadas, como a terceiriza ç ão da frota , quando parte dos custos são suportados pela usina e parte por empresas prestadoras de servi ç os

71. FIM DA APRESENTA Ç ÃO!