Optimização de processos florestais planeamento ... · Modelo de curto prazo: colheita de Teca à gestão da cadeia de valor (3) Case: Floresteca ... nr harvesters 74 unidades Plantio

AtriumPlanejamento Operacional

Optimização de processos florestais

planeamento operacional integrado:

da silvicultura às operações de exploração.

NOVTEC 2010 Lisboa, 26/outubro/2010 [email protected]

Silvana Nobre Atrium Forest Consulting, Brasil

Luiz Carlos Rodriguez USP, Brasil

da silvicultura às operações de exploração.

Leonardo FardinFloresteca Serviços Florestais Ltda

Danitiele FrançaUSP, Brasil


de “fazer planos viáveis”

como estamos em planejamento operacional

Conteúdo

(1) Panorama brasileiro

(2) Estágios


Planejar considerando a cadeia de valor

Modelo de curto prazo: colheita de Teca

de “fazer planos viáveis” à gestão da cadeia de valor(2) Estágios

(3) Case: Floresteca

(4) Conclusões


como estamos em planejamento operacional(1) Panorama brasileiro

(2) Estágios


(2) Estágios


(4) Conclusões


Sistemas Integração

16%

considerando 5,7 milhões de hectares

de florestas plantadas


Sistemas Integrados

49%

Sem sistemas18%

Próximos anos17%

16%


empresa brasileira P&C 200,000 ha

rotação 7 anos

área colheita anual 28,571 ha

produtividade 300 m3/ha

colheita anual 8,571,428.57 m3/ano

produt. (máx)de 1 harvester 35 m3/hora

16 horas/dia

22 dias/mês

12 meses/ano

disponibilidade mecânica 90%

eficiência operacional 87%

trabalhando

Fazer

planos

Operacionais:

Alocar



produção anual de 1 harvester 116,273 m3/ano

nr harvesters 74 unidades

Plantio X Condução da Brotação 80% da área

espaçamento (3x3) 0.11 mudas/m2

necessidade anual de mudas 25,396,825.40 mudas

enraizamento máximo 75%

plantio de estacas 33,862,433.86 estacas

Mão de obra no campo 0.07 pessoas/ha

Necessidade de mão de obra 2,000 pessoas

Alocar

Máquinas,

Pessoas,

Equipes,

Insumos

....


empresa brasileira P&C 25,000 ha

rotação 7 anos

área colheita anual 3,571 ha

produtividade 300 m3/ha

colheita anual 1,071,428.57 m3/ano

produt. (máx)de 1 harvester 35 m3/hora

16 horas/dia

22 dias/mês

12 meses/ano

disponibilidade mecânica 90%


trabalhando

Fazer

planos

Operacionais:

Alocar



produção anual de 1 harvester 116,273 m3/ano

nr harvesters 9 unidades

Plantio X Condução da Brotação 80% da área

espaçamento (3x3) 0.11 mudas/m2

necessidade anual de mudas 3,174,603.17 mudas

enraizamento máximo 75%

plantio de estacas 4,232,804.23 estacas

Mão de obra no campo 0.07 pessoas/ha

Necessidade de mão de obra 250 pessoas

Alocar

Máquinas,

Pessoas,

Equipes,

Insumos

....


CB

A A – empresas brasileiras –

que abastecem indústrias

B – Sistemas integrados com

bancos de dados relacionais

C – Planejamento estratégico

otimizado

( 20 ) ( 10 )

( 6 )


D

otimizado

D – Sistematização dos

resultados da investigação

B ∩ C – Planejamento Operacional

otimizado

B ∩ C ∩ D – Planejamento

Operacional “top”

( 1 )


de “fazer planos viáveis”


(2) Estágios


de “fazer planos viáveis” à gestão da cadeia de valor(2) Estágios


(4) Conclusões


I Simulações Excel + VB

Função objetivo

Conseguir fazer planos:Estar dentro daregião de viabilidade


II

III

Otimização do processo de colheita

Sincronização dos processos silviculturais

Minimizar custos do processo

Estabelecimento da melhor floresta possível


Planejamento Estratégico

Planejamento Operacional

CAD

INV

PARAM

Plano

Estrategico

Plano

Estratégico

PARAM

Fluxo completo do sistema


BD Comum a todos os sistemas e ÚNICO

Cadastro & SIG Inventário

Controle Operacional

Plano

Operacional

Descrição

da área

Operações

Realizadas

Operações

Realizadas


O ciclo de trabalho no planejamento operacional impõe a automatização do processo:

-Período de 1 mês para:


-Período de 1 mês para:- Considerar o que foi feito- Recalcular parâmetros- Recalcular e Replanejar- Analisar- Publicar resultados- Criar planos de trabalho decorrentes


Otimização do processo de colheita

Modelo Matemático:

• Alternativas de Gestão

IIII


• Alternativas de Gestão

• Função Objetivo

• Restrições Horizonte: 3 anosPeríodos: 36

Período: 1 mês


1 0 0 0

2 0 0 0

3 0 1 0

4 0 1 0

5 0 1 0

6 0 1 0

7 0 1 0

8 0 1 0

9 0 1 0

10 0 1 0

11 0 0 0

12 0 0 0

1 1 0 0

2 1 0 0

a

n

o

1

Otimização do processo de colheitaIIII Alternativas

de gestão:

Talhão Per Int Idade

...

...

Regras deIntervenção

Em que meses

realmente

Regime de chuvas


3 1 1 1

4 1 1 1

5 1 1 1

6 1 1 1

7 1 1 1

8 1 1 1

9 1 1 1

10 1 1 1

11 1 0 0

12 1 0 0

1 1 0 0

2 1 0 0

3 1 1 1

4 1 1 1

5 1 1 1

6 1 1 1

7 1 1 1

8 1 1 1

9 1 1 1

10 1 1 1

11 1 0 0

12 1 0 0

a

n

o

2

a

n

o

3

...

...

57 2 2D 7anos

---× =

realmente

posso fazer a

intervenção “2D”

no talhão 57

que teria 7 anos

no ano 2 ???

Resultados do estratégico:3 primeiros anos


Otimização do processo de colheitaIIII Maximizar receita líquida operacional

Max Z = ∑ R ij × X ij


Receita líquida

operacional

• ( + ) Receita venda de produtos

florestais

• ( - ) Custos de colheita

• ( - ) Custos de transporte


Otimização do processo de colheitaIIII Restrições básicas

1) Demanda mensal de produtos de madeira

∑ V ijkp > D pkpara todos os produtos p e meses k


2) Disponibilidade de máquinas

∑ H ijkm > M mkpara todos os tipos de maq m e meses k

3) Distância média ponderada pelo volume

∑ Vijkdi > V k p/todos os meses k e D é a distância desejadaD


Sincronização dos processos silviculturaisIII

Modelo Matemático:

•Alternativas de Gestão


•Alternativas de Gestão

•Função Objetivo

•Restrições

•“Amarrar processos”

Horizonte: 1 anoPeríodos: 36

Período: 10 dias


Sincronização dos processos silviculturais Alternativas de GestãoIII

Talhão Per Int Idade

...

... • talhões pertencem a unidades de manejo de

× Pacotes tecnológicos


...

...

63 1 CR 7anos

---

Resultados do estratégico:Para o primeiro ano

• talhões pertencem a unidades de manejo de

acordo com suas características edafo-climáticas

• para cada unidade de manejo existem pacotes

tecnológicos alternativos que geram produtividades

potenciais diferenciadas (diferenças de até 10%)

• os pacotes incluem clones, espaçamento e adubação

• os pacotes têm custos diferenciados


Sincronização dos processos silviculturais Maximizar produto potencial

Max Z = ∑ F ij × X ij

•Fij – Quantidade do produto final (celulose, por exemplo)

III


Onde:

•Fij – Quantidade do produto final (celulose, por exemplo)

que será potencialmente produzida pela unidade i

no futuro, caso a unidade seja agora submetida aos

tratos silviculturais j (clone, espaçamento, adubação...)

•Xij – área da unidade i submetida agora aos tratos

silviculturais j


Sincronização dos processos silviculturais

Restrições básicas

1) Capacidade operacional das equipes de plantio, colheita e viveiro

2) Demanda mensal dos produtos produzidos agora

III


2) Demanda mensal dos produtos produzidos agora

4) Restrições climáticas para produção de mudas, plantio e exploração

3) Capacidade da infra-estrutura para produção de mudas: jardins clonais, galpões de estaquia, casas de vegetação


Amarrar processos

• Modelar as relações de transformação entre os processos

Sincronização dos processos silviculturaisIII


entre os processos

• Montar as restrições nas unidades dos recursos necessários a cada processo



(2) Estágios


Modelo de curto prazo: colheita de Teca

(2) Estágios


(4) Conclusões



Floresteca

• Sudoeste do Mato Grosso

• 24.000 ha

• Tectona Grandis

• Desde 1994

• Gerador: Spatial Woodstock®

• Solver: Mosek


Intervenções 1 2 3 Total geral

1D 22,607 28,401 40,845 91,853

1T 138,287 87,571 161,568 387,427

2D 57,647 101,550 2,679 161,876

3D 1,020 13,448 14,468

Total geral 218,542 218,542 218,541 655,624

Períodos

Volume por período e intervenção

Estratégico Operacional


Estratégico Operacional

Área 19,325.00 15,500.00 80%

Volume 655,624.00 560,179.00 85%

Receita 60,365,108.00 54,445,506.00 90%


Cenários X Receita

Maximização da receita líquida operacional

�Planos de trabalho consistentes e viáveis

Cenário Demanda Máquina Distância Escoamento

0

1 x

2 x x

3 x x x

4 x x x x

Controles


46.079.135

46.092.784

46.466.742

46.496.959

71.011.726

Cenário 4

Cenário 3

Cenário 2

Cenário 1

Cenário 0

Cenários X Receitaconsistentes e viáveis

�Garantem receita máxima.


Bons Parâmetros

1.400

1.600

14.000

16.000

Volume x Horas de Harvester

Volume Horas


0

200

400

600

800

1.000

1.200

0

2.000

4.000

6.000

8.000

10.000

12.000

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Ho

ras

de

Ha

rve

ste

r (h

)

Vo

lum

e C

olh

ido

(m

3)

Meses do primeiro ano



(2) Estágios


Planejar considerando a cadeia de valor

(2) Estágios


(4) Conclusões


Disponibilidade:

� Modelos matemáticos testados

� Modelo biométricos desenvolvidos e testados


� Tecnologia de BD disponível

� Design de banco de dados testado

� Hardware compatível e capaz de suportar

� Técnicos treinados em cada uma das tecnologias

necessárias


Desafios:

� Concatenação de várias tecnologias e competências

� Modularidade:


� Modularidade:

� 1 problema de cada vez

� Cada solução deve ser definitiva

� Gestão consistente ao longo de muitos anos

Documents

Optimização de processos florestais planeamento ... · Modelo de curto prazo: colheita de Teca à gestão da cadeia de valor (3) Case: Floresteca ... nr harvesters 74 unidades Plantio