Otimização Florestal
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Importância do Setor

O setor de árvores plantadas representa 1,1 % do PIB do Brasil (IBÁ 2014). Da riqueza total gerada no país, 5,5% corresponde ao PIB florestal, o que representa que a cada hectare plantado, o setor foi responsável por adicionar BRL 7,8 mil ao PIB nacional em 2014.
As influentes empresas do setor de florestas plantadas regularmente investem na busca por redução dos custos, maximização dos lucros, melhores rotas para o transporte. Portanto, é necessário ferramentas que ajudem na resolução desses e de vários outros problemas.

Pesquisa Operacional

A Pesquisa Operacional (PO) é a área de conhecimento que estuda, desenvolve e aplica métodos analíticos avançados que auxiliam na tomada de decisões nas mais diversas áreas de atuação humana. A PO surgiu como uma ciência para resolver problemas de alocação de recursos escassos durante a Segunda Guerra Mundial. No entanto, o avanço metodológico e computacional, aliado a constantes demandas de outras áreas, a PO se modernizou e ampliou seu campo de atuação. Atualmente o termo Pesquisa Operacional é também utilizado como uma tradução do termo em inglês Business Analytics (BA) (SOBRAPO).

Definição semântica do termo:

  • Pesquisa = método científico
  • Operacional = ações, tarefas

O objetivo da Pesquisa Operacional é estabelecer um processo de decisão para escolher a melhor das alternativas para a solução do problema.

O que é Pesquisa Operacional?

A Pesquisa Operacional nos dá condições para:

  • Solucionar problemas reais;
  • Tomar decisões embasadas em fatos, dados e correlações quantitativas;
  • Conceber, planejar, analisar, implementar, operar e controlar sistemas por meio da tecnologia bem como de métodos de outras áreas do conhecimento;
  • Minimizar custos e maximizar o lucro;
  • Encontrar a melhor solução para um problema, ou seja, a solução ótima.

Aplicação da Pesquisa Operacional no setor florestal
No planejamento florestal, a PO auxilia os gestores florestais, de forma a atender as demandas de seus clientes. Atualmente é possível encontrar a PO sendo aplicada aos mais diferentes níveis de planejamento e problemas da cadeia de suprimentos florestal, como é possível observar na figura abaixo:

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Exemplo:
Um exemplo prático das aplicações da pesquisa operacional é um exemplo real da empresa Prado Karton, empresa portuguesa do ramo de produção de papel e celulose.

A empresa trabalha com rolos e folhas cortadas, atendendo dois mercados distintos, e a pesquisa operacional foi usada no intuito de minimizar o desperdício de papel, causando a diminuição dos custos de produção.

O que foi feito na empresa:
Para atingir esse objetivo determinou-se a quantidade e peso máximo de rolos a serem produzidos, de acordo com os padrões de corte especificados, levando-se em conta as restrições operacionais da gestão e as especificações dos clientes. Com essas informações elaboraram um modelo matemático para minimizou os custos da empresa.

Depois de oito dias de aplicação do modelo verificou-se na produção de 700 toneladas de papel uma economia de 14 toneladas, reduzindo o desperdício a menos de 2%, e financeiramente, houve uma economia de 7000 euros nesse intervalo de oito dias.

A partir desse exemplo fica fácil visualizar como a pesquisa operacional está presente no mercado e como dominá-la pode tornar uma empresa mais competitiva e lucrativa.

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Ao longo deste material serão apresentados diversos problemas de otimização. Em sua grande maioria, os problemas escolhidos estão dentro da área florestal.

Você irá perceber que a matemática anda de mãos dadas com a otimização, e por isto, é fundamental praticar muito. Neste intuito, faça o máximo de exercícios possível. Mas para muitos, somente os exercícios não serão suficientes. Neste caso, recomenda-se que assista aos vídeos que serão indicados ao longo do conteúdo.

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Tomada de decisões em Pesquisa Operacional (PO)

Um profissional que assume uma função em uma empresa logo se depara com situações onde deverá tomar algum tipo de decisão. Nesse sentido, tomar decisões é uma tarefa básica da gestão, nos seus vários níveis, estratégico, gerencial (tático) ou operacional, devendo ser entendido que o ato de decidir significa fazer uma opção entre alternativas de solução que sejam viáveis de serem aplicadas à situação.

Contudo, apesar de cada gestor ter o seu próprio procedimento de análise e solução de problemas, pode-se, em geral, estabelecer algumas etapas que, necessariamente, devem ser observadas, configurando o que se denomina de papel do decisor:

• Identificar o problema: talvez seja a etapa mais difícil, pois, diferentemente dos livros, os problemas na prática não estão, inicialmente, claros, definidos e delimitados;

• Formular objetivo(s): nesta etapa devem ser identificados e formulados (muitas vezes matematicamente) quais são os objetivos que deverão ser atingidos quando da solução do problema;

• Analisar limitações: na seqüência deve-se levantar quais são as restrições que limitarão as soluções a serem propostas. Comumente, essas limitações dizem respeito ao atendimento de tempo/prazo, orçamento, demandas, capacidades (transporte, produção e armazenamento), tecnologia (equipamentos e processos), inventários (matéria-prima, subconjuntos, work in process e produtos acabados), entre outros;

• Avaliar alternativas: aqui, o decisor, após identificar quais são suas alternativas de ação, deverá, utilizando algum procedimento, escolher a “melhor solução” que poderá ser aplicada:

- abordagem qualitativa: se aplica em problemas simples, corriqueiros, repetitivos, com pouco impacto financeiro ou social, onde é fundamental a experiência do decisor (ou de sua equipe de analistas) em situações anteriores semelhantes;

- abordagem quantitativa: é recomendada quando os problemas são complexos, novos, envolvem grande volume de recursos humanos, materiais e financeiros, têm alto impacto no ambiente onde se insere (empresa ou sociedade).

Neste contexto é que a Pesquisa Operacional se insere, colaborando na formação de um profissional que deverá desenvolver um procedimento coerente e consistente de auxílio à tomada de decisão a ser adotado no decorrer da sua carreira.

O modelo matemático busca imitar objetos reais com a finalidade de melhor representar esses objetos. Para validação de um modelo matemático é necessário que a solução seja coerente com o contexto original. Com isso o modelo torna-se uma abstração do problema real. O modelo deve ser detalhado para captar os elementos essenciais do problema, mas que possam ser tratáveis para serem solucionados.

A pesquisa operacional trata de problemas de decisão e faz o uso de modelos matemáticos que buscam representar um problema real. Incógnitas são definidas e as relações entre elas são estabelecidas de forma que descrevam o comportamento do sistema. O modelo produz a solução e o passo seguinte é a validação do modelo, para verificar se as soluções obtidas com sã compatíveis com a realidade. As soluções obtidas com a programação matemática apoia o processo de decisão, mas alguns fatores tangíveis e não quantificáveis, também devem ser levados em conta para a decisão final, pois modelos não substituem tomadores de decisão.

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Quando nos vemos em situações nas quais uma decisão precisa ser tomada entre um leque de opções possíveis e conflitantes, duas alternativas se apresentam: usar a intuição gerencial ou utilizar o processo de modelagem a fim de realizar simulações alterando as variáveis do problema para encontrar a solução ótima. As duas opções devem ser utilizadas conjuntamente para aperfeiçoar os processos de tomada de decisões. A intuição é relevante na seleção das informações relevantes para o problema em questão, bem como na criação de possíveis cenários para análise, na validação e análise do modelo, bem como dos resultados dos mesmos.

Fonte: Livro Introdução á Pesquisa Operacional.

Métodos Heurísticos

Os métodos heurísticos são acessos mentais confiáveis ​​e convenientes que você pode usar para diminuir suas opções quando você é confrontado com várias opções diferentes, para facilitar sua carga cognitiva ou para resolver problemas. A seguir temos alguns vídeos sobre métodos heurísticos de uma forma simples.

O vídeo a seguir foi desenvolvido por alunos e professores da Universidade Federal de Ouro Preto (UFOP), visando apresentar o Problema do Caixeiro Viajante e resolvê-lo detalhadamente através da Heurística Colônia de Formigas.

Otimização de processos

O PDCA foi criado na década de 20 por Walter Andrew Shewart, um físico norte-americano conhecido por ser pioneiro no controle estatístico de qualidade.
Na década de 50 ele foi popularizado no mundo todo por outro americano, o professor William Edwards Deming, conhecido como guru do gerenciamento de qualidade e reconhecido por sua importância para a melhoria dos processos produtivos nos EUA durante a segunda guerra e também por seu trabalho de consultoria com executivos japoneses.

O PDCA é uma ferramenta da Qualidade utilizada para otimizar processos, que tem como foco a solução de problemas. Sua aplicação consiste em quatro fases:

P (plan: planejar): seleção de um processo, atividade ou máquina que necessite de melhoria e elaboração de medidas claras e executáveis, sempre voltadas para obtenção dos resultados esperados;
D (do: fazer): implementação do plano elaborado e acompanhamento de seu progresso;
C (check: verificar): análise dos resultados obtidos com a execução do plano e, se necessário, reavaliação do plano;
A (act: agir): caso tenha obtido sucesso, o novo processo é documentado e se transforma em um novo padrão.

Além disso, a técnica também utilizada para desenvolver soluções para problemas, principalmente aqueles que persistem em acontecer. Por meio do ciclo PDCA é possível conhecer melhor o seu empreendimento e entender o que ele realmente precisa, tanto na resolução de problemas e melhoria de fatores quanto para o desenvolvimento de novas ações.

O PDCA pode ser representado visualmente conforme mostra a figura abaixo:

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A técnica pode ser empregada para escolha do melhor regime de manejo que resulta na produção de matéria-prima florestal:

  • com máxima flexibilidade (Inovação)
  • com o menor custo (Eficiência)
  • com qualidade (Eficácia)
  • na hora certa (Velocidade)

Sujeita a restrições:
Ambientais, técnicas, operacionais, sociais e econômicas.

Como a PL ajuda na gestão florestal:

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Benefícios da otimização de processos:

Redução de Custos
Otimizar os processos possibilita a identificação e eliminação de desperdícios. Dessa forma, recursos mal-empregados começam a ter o destino correto. Além disso, fatores que comprometem a produtividade, como gargalos, erros, falhas e atrasos, são percebidos com mais facilidade. A partir do momento que você conhece os problemas e suas causas, consegue traçar um plano de ações para resolvê-los. Assim, há redução de custos e aumento da produtividade e, consequentemente, uma redução do tempo de entrega (lead time) para o cliente.

Redução de Riscos
A otimização de processos e a correção das falhas decorrentes de sua execução também levam à redução de riscos. A padronização das atividades ajuda a garantir que haja o menor risco de erros humanos, acidentes de trabalho, investimentos mal realizados e reincidência de falhas nos processos, por exemplo.

Aumento da Eficiência
A capacidade de entregar produtos e serviços com qualidade e rapidez é bastante estudada na otimização de processos. Corrigir falhas e padronizar a execução das atividades são apontadas como soluções para gerar mais resultados em menos tempo, mas com qualidade superior.

O desenho de processos traz clareza sobre quem é responsável pelo que e quais conhecimentos são necessários para a execução das atividades. Dessa forma, as pessoas certas participarão do processo no momento certo, o que proporcionará aumento da eficiência. Com isso, é possível alcançar a uniformização dos processos de negócio, o que possibilita a manutenção dos procedimentos.

Melhoria de Resultados
O aprimoramento dos resultados é outro grande benefício da otimização de processos. Assim, a organização é capaz de oferecer maior qualidade aos clientes por um custo reduzido, através de um trabalho de alto valor. Por consequência, a empresa consegue se posicionar melhor no mercado, se destacar de seus concorrentes e aumentar as vendas. Além disso, o cliente tem uma experiência muito melhor e fica ainda mais satisfeito com a sua marca.

Aumento da Capacidade de Resolução de Problemas
Quando os processos não são otimizados e padronizados, é bem mais difícil reconhecer a verdadeira causa dos problemas. Processos otimizados facilitam a elaboração de ações para resolver problemas e aumentam os resultados da organização.

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Fonte:www.euax.com.br

No vídeo abaixo temos um passo-a-passo para a resolução de problemas de otimização.

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