Pesquisa Operacional e Sistemas de Informação Empresariais

1 Pesquisa Operacional Modelos de Transportes Integrados aos Sistemas de Informação Empresariais José Agostinho Baitello Tipos de sistemas de informação empresariais Sistemas para diferentes níveis de gerência Os sistemas de apoio à decisão SADs focam problemas únicos e que se alteram com rapidez para os quais não existe um procedimento de resolução totalmente predefinido Os sistemas de apoio ao executivo SAE ajudam a gerência sênior a tomar decisões Abordam decisões não rotineiras que exigem bom senso e capacidade de avaliação e percepção A inteligência empresarial e a tecnologia analítica contemporânea promoveram uma gestão orientada aos dados 1 2 2 SAD Sistema de Apoio a Decisão Modelos de Pesquisa Operacional incorporados em software comerciais de gestão Supply Chain GURU SAP IBM CPlex 3 4 3 Modulo de Otimização Utilizados LINGO Cplex IBM GUROBI Utilizado pelo Supply Chain Guru e pela SAP E muitos outros Exemplo Otimização de Distribuição Supply Chain Guru Customer Flow resultados do modelo 5 6 4 Modelo de Programação Linear para resolução pelo software LINDOlingo 1460 1045 Respostas da Programação Linear LINDO No Supply Chain Guru denominado Customer Demand Summary 7 8 5 Resultados das restrições No Supply Chain Guru denominado Constraint Summary Entrada de dados no Supply Chain Guru Customers 9 10 6 Origem dos produtos Sites Customers Demand 11 12 7 Transportation Policies Financial Summary Valor da Função Objetivo 13 14 8 Customer Flow resultados do modelo Sw LindoLingo Constraint Summary 15 16 9 Customer Demand Summary Visualização gráfica da solução 17 18 10 SCG Supply Chain Guru Sw LindoLingo Problema de Localização de Empresas Uma empresa está decidindo pela ampliação de suas fábricas de forma a atender um crescimento de demanda previsto para os próximos anos Existem duas localizações possíveis estudadas para a fábrica respectivamente cidades A ou B Está previsto o atendimento de 3 mercados consumidores representados pelas cidades C D e E Os custos unitários de produção e transporte de cada localização possível da fábrica aos centros de distribuição já foram determinados sendo os mesmos apresentados no quadro abaixo Também já se encontram definidos a capacidade a ser instalada na fábrica e os custos de instalação em cada uma das cidades possíveis igualmente mostrado abaixo A principal questão consta da definição sobre a localidade de instalação da nova fábrica e o custo total envolvido nesta operação Perguntase aonde se deve instalar a nova fábrica LOCALIZAÇÃO CENTRO DE CONSUMO CAPACIDADES FÁBRICAS C D E A 100 300 200 500 B 450 100 350 500 DEMANDAS 200 150 100 LOCALIZAÇÃO DAS FÁBRICAS CUSTOS TOTAIS DE INSTALAÇÃO CIDADE A 70000 CIDADE B 60000 19 20 11 EXEMPLO DE UMA REDE DE TRANSPORTE Fábrica Cidade A Centro Consumo C Fábrica Cidade B Centro Consumo D Centro Consumo E Custos unitários de transportes 100 300 200 450 100 35 0 XAC Quantidade transportada XBC XAD XBD XAE XBE Cap 500 Demanda dos centros de consumo Capacidade de produção da fábrica Cap 500 200 150 100 Qual fábrica deve existir Custos Instalação 700 Custos Instalação 600 YA1 YB1 YA0 YB0 EXEMPLO DE UMA REDE DE TRANSPORTE Fábrica Cidade A Centro Consumo C Fábrica Cidade B Centro Consumo D Centro Consumo E Custos unitários de transportes 100 300 200 450 100 35 0 XAC Quantidade transportada XBC XAD XBD XAE XBE Cap 500 Demanda dos centros de consumo Capacidade de produção da fábrica Cap500 200 150 100 Qual fábrica deve existir Custos Instalação 700 Custos Instalação 600 21 22 12 Problema de Localização DEFINIÇÃO DAS VARIÁVEIS DE DECISÃO Xij Quantidade da fábrica i para os mercados j Ya 0 se a fábrica não for localizada em A Ya 1 se a fábrica for localizada em A Yb 0 se a fábrica não for localizada em B Yb 1 se a fábrica for localizada em B Problema de Localização Modelo de Programação Linear Função Objetivo Minimizar Z 700Ya 600Yb 1Xac 3Xad 2Xae 45Xbc 1Xbd 35Xbe Restrições de Demanda dos Centros de Consumo Xac Xbc 200 Xad Xbd 150 Xae Xbe 100 Restrições de Capacidade das Fábricas Xac Xad Xae 500Ya Xbc Xbd Xbe 500Yb Restrição da Escolha da localização da fábrica Ya Yb 1 Ya e Yb variáveis do tipo 0 ou 1 inteiras Xij 0 Definição das variáveis de decisão Xij Quantidade da fábrica i para os mercados j Ya 0 se a fábrica não for localizada em A Ya 1 se a fábrica for localizada em A Yb 0 se a fábrica não for localizada em B Yb 1 se a fábrica for localizada em B 23 24 13 Problema de Localização Resolução pelo LINDO Exercício onde instalar novos CDs Planta proposta Custo fixo anual Capacidade anual unidades VIT 175000 10000 BH 300000 20000 FOR 375000 30000 BEL 500000 40000 A empresa A possui uma fábrica em S Paulo com uma capacidade anual de produção de 10000 unidades O produto final é enviado para centros regionais de distribuição no RJ SAL e REC Devido a um aumento previsto de demanda a empresa A quer aumentar a sua capacidade construindo uma nova planta em uma ou mais das cidades VIT BH FOR ou BEL O custo fixo anual estimado e as capacidades das fábricas seriam Centro de distribuição Demanda anual unidades RJ 30000 SAL 20000 REC 20000 Local da planta Centros de distribuição RJ SAL REC VIT 5 2 3 BH 4 3 4 FOR 9 7 5 BEL 10 4 2 SP 8 4 3 A demanda prevista é Os custos de transporte são Onde deverão ficar as fábricas para minimizar o custo total 25 26 14 SP VIT BH FOR REC SAL RJ 5 2 3 4 3 4 9 7 5 10000 10000 20000 30000 30000 20000 20000 Exercício 1 OFERTA DEMANDA 70000 BEL 10 4 2 40000 8 4 3 SITE EXISTENTE R175000 R 300000 R 375000 R 500000 SITES POTENCIAIS Customers Sites Transportation Policies Capacidade Instalaçao Exercício 1 continuação DEFINIÇÃO DAS VARIÁVEIS DE DECISÃO Transportes XIJ Quantidade de produtos enviados da fábrica i para os mercados j Existencia e instalação Ym 0 se a fábrica não for localizada na cidade M Ym 1 se a fábrica for localizada em M 27 28 15 Função Objetivo Minimizar Z 175000Yvit 300000Ybh 375000Yfor 500000Ybel 5Xvitrj 2Xvitsal 3Xvitrec 4Xbhrj 3Xbhsal 4Xbhrec 9Xforrj 7Xforsal 5Xforrec 10Xbelrj 4Xbelsal 2Xbelrec 8Xsprj 4Xspsal 3Xsprec Restrições de Demanda dos Centros de Consumo Xvitrj Xbhrj Xforrj Xbelrj Xsprj 30000 Xvitsal Xbhsal Xforsal Xbelsal Xspsal 20000 Xvitrec Xbhrec XforrecXbelrec Xsprec 20000 Restrições de Capacidade das Fábricas Xvitrj Xvvitsal Xvitrec 10000Yvit Xbhrj Xbhsal Xbhrec 20000Ybh Xforrj Xforsal Xforrec 30000Yfor Xbelrj Xbelsal Xbelrec 40000Ybel Xsprj Xspsal Xsprec 10000 Restrição da Escolha da localização da fábrica Yvit Ybh Yfor Ybel 1 Yi variáveis do tipo 0 ou 1 inteiras Exercício 1 continuação Problema 1 modelo Sw LINDO Função Objetivo Min 175000Yvit 300000Ybh 375000Yfor 500000Ybel 5Xvitrj 2Xvitsal 3Xvitrec 4Xbhrj 3Xbhsal 4Xbhrec 9Xforrj 7Xforsal 5Xforrec 10Xbelrj 4Xbelsal 2Xbelrec 8Xsprj 4Xspsal 3Xsprec ST Restrições de Demanda dos Centros de Consumo Xvitrj Xbhrj Xforrj Xbelrj Xsprj 30000 Xvitsal Xbhsal Xforsal Xbelsal Xspsal 20000 Xvitrec Xbhrec Xforrec Xbelrec Xsprec 20000 Restrições de Capacidade das Fábricas Xvitrj Xvitsal Xvitrec 10000Yvit 0 Xbhrj Xbhsal Xbhrec 20000Ybh 0 Xforrj Xforsal Xforrec 30000Yfor 0 Xbelrj Xbelsal Xbelrec 40000Ybel 0 Xsprj Xspsal Xsprec 10000 Restrição da Escolha da localização da fábrica Yvit Ybh Yfor Ybel 1 Yi variáveis do tipo 0 ou 1 inteiras END Integer Yvit Integer Ybh Integer Yfor Integer Ybel Existente Candidatas 29 30 16 2007 Instalar fábrica em BH e BELEM Custo total Customers Centros de distribuição 31 32 17 Sites Fábricas existentes e potenciais Sites Existentes e Sites Potenciais Transportation Policies Custos Unitários de Transporte 33 34 18 Solução Sugerida Belem 40000 Belo Horizonte 20000 São Paulo existente 10000 Custo total de instalação e transporte Custo total 108000000 35 36 19 Representação Gráfica da Solução Representação Gráfica da Solução 37 38 20 Solução pelo Excel Solver LLAMASOFT 39 40 21 2013 LLamasoft Inc All Rights Reserved LLAMASOFT Metodologia de Projeto Especificação do Projeto e Definição do Escopo Coleta de dados e Análise Modelo Baseline e Validação Scenario Analysis Business Plan Knowledg e Transfer Business objectives and problem definition Existing supply chain structure and processes Analysis objectives highlevel scenario definitions Project Scope Modeling strategy Data requirements Detailed Project Plan and Timeline Team assignments Summary of input data in multiple formats Trends and patterns Documentation of any assumptions or alternative methods for data gaps Validated baseline model Documentation of validation criteria Comparison of operational and financial statistics against model results Baseline presentation Cost summaries by categories eg transportation handling production inventory fixed and variable costs Service metrics eg delivery times and service levels Capacity utilizations Detailed maps for supply chain flows CO2 emission implications Reports interpreting scenario results Comparison of cost and service across scenarios Scorecard comparison of scenarios along qualitative measures Business case Implementation roadmap Final executive presentation Knowledge transfer Training Support for other supply chain projects Steering Committee and Reference Group FEI Customer Project Team 41 42 22 2013 LLamasoft Inc All Rights Reserved Supply chain Guru Supply Chain Guru LLAMASOFT 43 44 23 2013 LLamasoft Inc All Rights Reserved Exemplo de uma empresa na China Qual o perfil de minha rede de suprimento atual 2013 LLamasoft Inc All Rights Reserved Possui Quatro centros de distribuição 45 46 24 2013 LLamasoft Inc All Rights Reserved Mapa dos clientes Onde estão meus clientes 2013 LLamasoft Inc All Rights Reserved Qual o volume de compras de cada cliente 47 48 25 2013 LLamasoft Inc All Rights Reserved Qual o custo atual para abastecimento dos clientes baseline Custo atual Financial Service Risk Supply Chain Sustainabilit y 2013 LLamasoft Inc All Rights Reserved Qual o custo com a otimização Baseline otimizado Financial Service Risk Supply Chain Sustainabilit y 49 50 26 2013 LLamasoft Inc All Rights Reserved Leva em consideração Fábricas Fornecedores e Portos Inclusão de novos locais de centros de distribuição ver exemplo a seguir Rede de Suprimento Otima para uma Demanda Futura Financial Service Risk Supply Chain Sustainabilit y 51 52 27 2013 LLamasoft Inc All Rights Reserved Rotas de Transporte Ótimas considerando a malha viária Financial Service Risk Supply Chain Sustainabilit y 2013 LLamasoft Inc All Rights Reserved Ootimização considerando os impostos TaxDuties Optimization Sem considerar os impostos Considerando os impostos 53 54