[pt] O aumento da produção de petróleo brasileiro e o consequente aumento na demanda por transporte marítimo levaram a PETROBRAS a buscar ferramentas para aumentar a eficiência de seu transporte marítimo. Neste sentido, a atividade de programação de navios busca alocar os navios a um conjunto de cargas definido a priori, respeitando as restrições comerciais e operacionais, a fim de transportá-las com o menor custo possível. Com o intuito de auxiliar o programador nesta atividade, esta dissertação propõe um sistema de suporte à decisão (SSD) baseado em otimização para a programação de navios. O SSD proposto foi desenhado especificamente para a atividade de longo curso de navios de petróleo da PETROBRAS, sendo este gerado a partir da adaptação de modelos disponíveis na literatura acadêmica. Os testes comparativos realizados com o protótipo do SSD na atividade de longo curso de navios de petróleo mostraram que a ferramenta tem um significativo potencial de redução de custo. O SSD proposto se apresentou como uma opção viável para auxiliar a programação de navios da companhia na busca pela redução de custos de transporte marítimo. / [en] The increasing production of Brazilian oil and the consequent increase in the demand for shipping, led PETROBRAS to seek tools to increase the efficiency of its shipping. In this sense, the activity of ship scheduling seeks to assign vessels to a set of cargos, respecting business and operational restrictions in order to transport them with the lowest possible cost. To assist the ship scheduling planner in this activity, this dissertation proposes an optimization based decision support system (DSS) for ship scheduling. The proposed DSS was designed specifically for the long-term tanker scheduling activity at PETROBRAS and it was implemented based on models available in the academic literature. The comparative tests using the DSS prototype proposed in this dissertation showed that it has a potential for significant cost reduction. The proposed DSS was considered a viable tool to assist the ship scheduling planners in reducing shipping costs.

[pt] O crescente aumento de produção de petróleo no Brasil, combinado com um ambiente de negócios internacionais competitivo e um mercado consumidor posicionado em vários continentes, exigem que a PETROBRAS busque soluções logísticas e estratégicas para atender seus clientes no exterior, de forma competiti-va e rentável. Neste sentido, esta dissertação busca descrever o mercado mundial de petróleo e o ambiente de distribuição de petróleo da Petrobras no mercado in-ternacional, e apresentar um instrumento simples para apoio à tomada de decisão na cadeia de suprimentos de petróleo, especialmente no que se refere à programa-ção de navios em viagens de longo curso. Isto auxiliará os profissionais na área de logística e comercialização, na comparação de possíveis estratégias de distribui-ção de petróleo para atender o mercado internacional. Para desenvolver o método utilizou-se como alternativa o fornecimento de petróleo do Brasil para o mercado consumidor localizado no Golfo do México, denominado USG, principal porta de entrada do petróleo importado, via marítima, para os EUA (EIA, 2012), e também responsável, em 2.011, por 33 por cento do petróleo exportado pela Petrobras (PETROBRAS, 2011). / [en] The increase in petroleum production in Brazil combined with a competitive international businesses environment and a consumer market positioned on several continents, demand PETROBRAS to seek logistics and strategic solutions to serve overseas clients in a competitive, profitable way. In this sense, this dissertation aims to describe the world market of petroleum and the environment of Petrobras petroleum distribution in the international market, in addition to present a simple tool to support decision making in the chain of petroleum supply, especially as regards programming of ships in long-term travel. It will help professionals in the logistics and commercialization areas, in comparison of possible strategies of petroleum distribution so as to serve the international market. In order to develop the method it was used as an alternative the supply of petroleum from Brazil to the consumer market located in the Gulf of Mexico, called USG, the main entrance door to imported petroleum, via maritime transport, to the USA (EIA, 2012), and also responsible, in 2011, for 33 percent of the petroleum exported by Petrobras (PETROBRAS, 2011).

[pt] A logística do petróleo no Brasil encontra-se atualmente em franca expansão e desenvolvimento. Impulsionada por novas descobertas, além da entrada de novos players, os desafios têm se revelado cada vez mais complexos. Desta forma, uma previsibilidade da demanda por transporte adequada e aderente, principalmente, implica na redução nos custos de transporte advinda de uma melhor estratégia de contratação. Este trabalho busca mensurar o tamanho de frota necessário para o transporte de petróleo em seu estado cru, fornecendo subsídios para o processo de tomada de decisão em uma empresa de petróleo integrada. Para tal, são utilizadas modelagens matemáticas considerando-se as diversas viagens e destinos a serem atendidos pelos navios petroleiros. Simulações envolvendo tamanhos de lotes e roteamento de veículos também são utilizadas com o intuito de auferir ganhos mediante o aumento da eficiência no transporte. Ao final deste documento, pretende-se esclarecer aspectos importantes que impactam na atividade de programação de navios em âmbito operacional. São analisados dois tipos de serviços com finalidades distintas: transporte de petróleo em cabotagem e longo curso. Por fim, é calculado o tamanho de frota, de acordo com o porte de navio ideal, conforme os vários cenários abordados. / [en] The Crude Oil s logistics in Brasil currently raises faster than last ten years. Driven by new discoveries, in addition to the entry of new players, the problems have been increased in complexity. Thus, an adequate forecast could be interesting to reduce transport s costs by an application of a better strategy for hiring. This paper seeks measure the size of fleet needed for the transport of petroleum in its raw state, providing subsidies to the decision process in oil companies. Therefore are used mathematical modelings considering the various destinations and the commercials contracts. Simulations involving cargo quantities and vehicles routing also had been employed in point of obtaining gains through increasing fleet s efficiency. The purpose of this work is to intend the impacts of some operational problems in scheduling. Two types of services are going to be analysed considering their finalities: the navigation along the Brasilian coast and the navigation between several countries. Finally, fleet will be calculated according to the size of vessel and attempting some different scenarios.

[pt] A exploração e produção de petróleo do Pré-sal ocorre em regiões de águas ultra profundas, com condições complexas de instalação e operação de equipamentos. A interligação dos poços, última etapa que antecede o início da operação de produção, é realizada por embarcações de alto custo, especialmente equipadas para este fim, conhecidas como PLSVs (Pipe Laying Support Vessels). Esta dissertação visa o desenvolvimento de um modelo de programação matemática capaz de alocar e sequenciar as atividades de interligação de poços submarinos em embarcações PLSV, de forma a maximizar a produção de óleo acumulada durante o horizonte de planejamento. Para tanto, foi utilizado como base um problema real enfrentado pela Petrobras, que permitiu estender a abordagem clássica baseada em máquinas paralelas, com a adição de novas restrições. Para tornar a otimização viável, foi criado um método de resolução que utiliza o conceito de blocos de atividades. Visando reduzir a complexidade de resolução, foram realizados testes utilizando apenas blocos compostos por atividades de poços próximos entre si. Tais estratégias se mostraram eficazes e o modelo foi capaz de gerar soluções de execução viável e de qualidade até 21,5 por cento superiores em produção de óleo quando comparadas à solução contruída pelos especialistas do problema. / [en] Pre-salt oil exploration and production occurs in ultra-deep water regions, with complex conditions of equipament installation and operation. The wells connections, last stage before the production phase, is carried out by high-cost vessels, specially equipped for this purpose, known as PLSVs (Pipe Laying Support Vessels). This dissertation aims to develop a mathematical programming model to assign and schedule a PLSV fleet, in order to maximize the oil production during the planning horizon. For this purpose, a real problem faced by Petrobras was used, which allowed to extend the classic parallel machine approach, adding new constraints to the problem. To make the optimization feasible, a resolution method was created using the activities blocks concept. In order to reduce the resolution complexity, tests were performed using blocks composed by activities of wells close to each other. These strategies were effective, generating solutions with quality up to 21.5 percent higher (in oil production) when compared to the solution built by the problem specialists.

[pt] A dissertação aborda um problema real de reprogramação de uma frota de embarcações do tipo PLSV (Pipe Laying Support Vessel), responsáveis pelas interligações de poços petrolíferos submarinos. O cronograma de curto prazo dessas embarcações está sujeito à inúmeras incertezas inerentes às operações realizadas, acarretando em ociosidade nas embarcações ou postergações na produção de petróleo, que podem resultar em prejuízo de milhões de reais. Uma metaheurística ILS (Iterated Local Search) é proposta para atender a frequente demanda por reprogramações dos PLSVs. O método é composto de uma fase inicial de viabilização, para tratar potenciais inconsistências nas programações. Na sequência, iterativamente, são realizadas perturbações na solução por meio de movimentos de swap e aplicada uma busca local baseada na vizinhança insert, a fim de fugir de ótimos locais e encontrar soluções que aprimorem o cronograma. Foram feitos experimentos com diferentes parâmetros e critérios do ILS, sendo definidas duas abordagens aplicadas a dez instâncias oriundas de uma programação real de PLSVs. A partir de uma função de avaliação, capaz de medir o impacto operacional na programação, o ILS proporcionou uma melhoria média nos cronogramas acima de 91 por cento, quando comparados aos cronogramas originais. As soluções foram obtidas em um tempo computacional médio de 30 minutos, aderente ao processo da companhia. Em função dos resultados alcançados, o método provou ser uma boa base para uma ferramenta de apoio à decisão para a reprogramação dos PLSVs. / [en] This dissertation addresses a real-life rescheduling problem of a Pipe Laying Support Vessels (PLSVs) fleet, in charge of subsea oil wells interconnections. The short-term schedule of these vessels is subject to uncertainties inherent to its operations, resulting in ships idleness or delays in oil production, which may lead to losses of millions of Brazilian Reais. A method based on the ILS (Iterated Local Search) metaheuristic is proposed to meet the frequent demand of PLSVs rescheduling. The first step of this method aims to find a feasible initial solution from an incoming schedule with potencial inconsistencies. The following steps consists in, iteratively, performing a perturbation on a solution through swap movements and applying a local search based on the insertion neighborhood, in order to escape from local optimal and find better solutions. Extensive preliminary experiments were conducted considering different ILS parameters setups. The two most performing setups were selected and applied to ten instances of a real PLSV schedule. Taking into account an objective function that measures the operational impact on schedules, the ILS provided an average improvement above 91 percent in schedules when compared to the original planning. These solutions were obtained in an average computational time of 30 minutes, which fits in the company process. The obtained results showed that the proposed method might be a basis for a decision support tool for the PLSVs rescheduling problem.