Para uma empresa de navegação, manter uma frota grande de contêineres próprios poderia gerar custos desnecessários para manutenção dos estoques destes contêineres; contudo, se a frota de contêineres próprios for pequena, poderia resultar em um número grande de contêineres arrendados a curto prazo. Assim, nesta dissertação desenvolve-se um modelo de programação linear capaz de estimar a frota ótima de contêineres próprios e alugados, que envolve a dificuldade da tomada de decisão em um comércio extremamente desequilibrado. A revisão bibliográfica apresenta poucas publicações que tratam do tema proposto. O trabalho desenvolvido por Imai e Rivera (2001) é examinado por ser mais semelhante ao tema proposto para esta dissertação. Por tratarem do dimensionamento de frota de contêineres para dois portos e não admitirem aleatoriedades nos tempos de movimentação terrestre de contêineres outros procedimentos foram examinados. Para tentar solucionar o problema de dimensionamento de frota de contêineres próprios para a empresa de navegação dois métodos são analisados: modelo de simulação probabilística e modelo de programação linear. O modelo de simulação é desenvolvido para um problema pequeno. Conforme a ampliação deste modelo e o aumento do número de variáveis, o modelo de simulação passou a ser difícil de ser controlado, pois a mudança dos valores destas variáveis se tornaria muito difícil. O modelo de programação linear é desenvolvido com base nas características e definições adotadas para o modelo de simulação. Este modelo matemático incorpora as aleatoriedades existentes nos processos terrestres, de acordo com as hipóteses adotadas. Este modelo permite auxiliar o planejador a tomar decisões estratégicas, com relação ao tamanho da frota de contêineres necessários para atender a demanda de transporte ao longo do horizonte de planejamento, e operacionais, por apresentar o fluxo de transporte de contêineres vazios entre portos, bem como a quantidade de contêineres alugados, se necessários, para realizar as operações emergenciais associadas a picos de demanda ao longo do período de planejamento. Para testar a consistência do modelo, cenários hipotéticos foram gerados. Por meio dos resultados obtidos para estes cenários, mostra-se a relação do custo dos contêineres alugados e do custo do transporte de contêineres próprios vazios sobre o tamanho da frota de contêineres próprios. / For a carrier, provide a large fleet of owned containers could generate unnecessary costs for maintenance of their inventories; however, if the fleet of owned containers is small, it might result in a large number of short-term leased containers. Thus, it is developed a linear programming model capable to determine the optimal fleet size of owned and leased containers that involves the difficulty of decision-making in an extremely unbalanced trade. The literature survey presents few publications that deal with the considered subject. The work developed for Imai and Rivera (2001) is examined by being more similar to the subject considered in this project. For dealing with the container fleet sizing for two ports and not admitting stochastic travel times inland of containers other procedures are examined. To solve the problem of own container fleet sizing for the carriers two methods are analyzed: probabilistic simulation model and linear programming model. The simulation model is developed for a small problem. As the growing of this model and the increase of the number of variables, the simulation model becomes difficult to control, because the change of the values of these variables would become very hard. The linear programming model is developed on the basis of the characteristics and definitions adopted for the simulation model. This mathematical model incorporates the existing stochastic inland times, in accordance with the adopted hypotheses. This model allows to assist the planner to make strategical decisions, with regard to the size of the fleet of containers necessary to attempt the demand of transport throughout the planning horizon, and operational, for presenting the flow of empty cont ainers between ports, as well as the amount of leased containers, if necessary, to carry through the special operations associated the peaks of demand throughout the period of planning. To test the consistency of the model, hypothetical scenes had been generated. By the results gotten for these scenes, it is showed the relation of the cost of leases containers and the cost of the transport of empty owned containers above the owned container fleet size.

Para uma empresa de navegação, manter uma frota grande de contêineres próprios poderia gerar custos desnecessários para manutenção dos estoques destes contêineres; contudo, se a frota de contêineres próprios for pequena, poderia resultar em um número grande de contêineres arrendados a curto prazo. Assim, nesta dissertação desenvolve-se um modelo de programação linear capaz de estimar a frota ótima de contêineres próprios e alugados, que envolve a dificuldade da tomada de decisão em um comércio extremamente desequilibrado. A revisão bibliográfica apresenta poucas publicações que tratam do tema proposto. O trabalho desenvolvido por Imai e Rivera (2001) é examinado por ser mais semelhante ao tema proposto para esta dissertação. Por tratarem do dimensionamento de frota de contêineres para dois portos e não admitirem aleatoriedades nos tempos de movimentação terrestre de contêineres outros procedimentos foram examinados. Para tentar solucionar o problema de dimensionamento de frota de contêineres próprios para a empresa de navegação dois métodos são analisados: modelo de simulação probabilística e modelo de programação linear. O modelo de simulação é desenvolvido para um problema pequeno. Conforme a ampliação deste modelo e o aumento do número de variáveis, o modelo de simulação passou a ser difícil de ser controlado, pois a mudança dos valores destas variáveis se tornaria muito difícil. O modelo de programação linear é desenvolvido com base nas características e definições adotadas para o modelo de simulação. Este modelo matemático incorpora as aleatoriedades existentes nos processos terrestres, de acordo com as hipóteses adotadas. Este modelo permite auxiliar o planejador a tomar decisões estratégicas, com relação ao tamanho da frota de contêineres necessários para atender a demanda de transporte ao longo do horizonte de planejamento, e operacionais, por apresentar o fluxo de transporte de contêineres vazios entre portos, bem como a quantidade de contêineres alugados, se necessários, para realizar as operações emergenciais associadas a picos de demanda ao longo do período de planejamento. Para testar a consistência do modelo, cenários hipotéticos foram gerados. Por meio dos resultados obtidos para estes cenários, mostra-se a relação do custo dos contêineres alugados e do custo do transporte de contêineres próprios vazios sobre o tamanho da frota de contêineres próprios. / For a carrier, provide a large fleet of owned containers could generate unnecessary costs for maintenance of their inventories; however, if the fleet of owned containers is small, it might result in a large number of short-term leased containers. Thus, it is developed a linear programming model capable to determine the optimal fleet size of owned and leased containers that involves the difficulty of decision-making in an extremely unbalanced trade. The literature survey presents few publications that deal with the considered subject. The work developed for Imai and Rivera (2001) is examined by being more similar to the subject considered in this project. For dealing with the container fleet sizing for two ports and not admitting stochastic travel times inland of containers other procedures are examined. To solve the problem of own container fleet sizing for the carriers two methods are analyzed: probabilistic simulation model and linear programming model. The simulation model is developed for a small problem. As the growing of this model and the increase of the number of variables, the simulation model becomes difficult to control, because the change of the values of these variables would become very hard. The linear programming model is developed on the basis of the characteristics and definitions adopted for the simulation model. This mathematical model incorporates the existing stochastic inland times, in accordance with the adopted hypotheses. This model allows to assist the planner to make strategical decisions, with regard to the size of the fleet of containers necessary to attempt the demand of transport throughout the planning horizon, and operational, for presenting the flow of empty cont ainers between ports, as well as the amount of leased containers, if necessary, to carry through the special operations associated the peaks of demand throughout the period of planning. To test the consistency of the model, hypothetical scenes had been generated. By the results gotten for these scenes, it is showed the relation of the cost of leases containers and the cost of the transport of empty owned containers above the owned container fleet size.

O Brasil possui uma matriz de transporte onde apenas 13% das cargas utilizam vias marítimas, o que não condiz com a realidade de seu território, onde sua extensa área e litoral fazem do modal aquaviário uma importante alternativa na movimentação de cargas. Nesse contexto, o presente trabalho simulou um sistema de cabotagem onde navios circulam entre três portos dedicados, localizados em Suape, Santos e Rio Grande, e tem como objetivo dimensionar o número de berços por porto e a número e tamanho dos navios necessários para transportar, exclusivamente por contêineres, uma parcela da carga rodoviária. O trabalho considera as atividades de pré-operação, operação (carregamento e descarregamento), pós-operação, viagem entre portos e eventuais filas de entrada, em uma abordagem estocástica desses fatores, além do balanceamento e movimentação de contêineres vazios. Os resultados mostram que o tamanho da infraestrutura necessária para a implementação de um sistema dedicado à cabotagem é viável e seria uma alternativa para melhorar o sistema de transporte de carga entre os estados estudados. / Only 13% of Brazilian loads are transported by ships, which does not match the reality of its territory, where its extensive area and coastline make the waterway mode an important alternative in cargo handling. In this context, the present work aims to simulate a short sea shipping system where ships circulate between three dedicated ports, located in Suape, Santos and Rio Grande, in order to size the number of berths per port and the number and size of the ships necessary to transport, exclusively by containers, a portion of the road load. The work considers the pre-operation, operation (loading and unloading), post-operation, travel between ports and eventual entry queues, in a stochastic approach of these factors, and beside that the balancing and movement of empty containers. The results show that the infrastructure size required for the implementation of a short sea shipping system is feasible and would be an alternative to improve the system of cargo transportation among the states studied.

Made available in DSpace on 2014-06-12T17:39:30Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo518_1.pdf: 1153189 bytes, checksum: b522ed6d489a9ecac196471472dfb262 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2010 / Nas empresas do setor elétrico nacional, a função transportes, assume um papel fundamental para o desenvolvimento de suas atividades, uma vez que os veículos são destinados não só ao suprimento, mas também em atividades de inspeção e manutenção de sistemas de transmissão de energia e equipamentos. A Companhia Hidro elétrica do São Francisco (CHESF), por ser uma empresa que gera e transmite energia, detém sistemas organizacionais bastante estruturados para a execução de suas atividades. Por inexistir uma política uniforme, a quantidade de veículos é definida por cada sistema de acordo com as suas necessidades trazendo com isso uma grande possibilidade de se superdimensionar a frota. O presente trabalho dissertativo apresenta uma alternativa ao modelo utilizado pela empresa estudada. Para o adequado dimensionamento da frota de veículos, utilizar-se-á um sistema de serviços de filas. A proposta é tratar os dados de demandas com a aproximação de uma distribuição de probabilidade conhecida para aplicação em um modelo baseado na teoria das filas, pelo qual são calculadas as principais medidas de desempenho desse sistema. A medida de desempenho tempo é julgada como a mais importante pelos clientes internos do setor de transportes da Empresa. O número de veículos atendentes é calculado para atender a essa medida de desempenho levando-se em conta o histórico de freqüência das demandas como também a média de atendimento. Conclui-se que o modelo contribui para o processo decisório do quantitativo de veículos que se pretende adquirir, uma vez que possui base técnica e que ao mesmo tempo é pautado pela satisfação dos clientes internos

[pt] O custo de transporte marítimo representa o elemento mais importante em termos de custos logísticos para a PETROBRAS. O atendimento pleno de seu mercado de derivados de petróleo somente é possível através da manutenção de uma frota de navios próprios e contratados, que navegam e operam por toda a costa marítima brasileira, além de buscarem produtos em outros países. Neste sentido, esta dissertação propõe um modelo de programação linear inteiro misto cujo objetivo é dimensionar o tamanho da frota e o porte dos navios para o transporte de derivados claros restritos à navegação de cabotagem. O modelo proposto baseia-se em um modelo existente na literatura, e seu resultado auxiliou os programadores a definir quantos navios são realmente necessários para atender os compromissos assumidos dentro de um horizonte de planejamento pré-estabelecido. Comparando este resultado com o número de navios já contratados e disponíveis para programar, pode-se, eventualmente, liberar navios para realizar viagens de longo curso, evitando assim a contratação de navios em Voyage Charter Party para este fim, além de reduzir a sobreestadia nos períodos de baixa movimentação, quando a frota contratada torna-se superdimensionada. / [en] The shipping cost is the most important element in terms of logistic costs to PETROBRAS. The full attendance of its oil products market is possible only by maintaining a fleet of own and hired ships that sails and operate throughout the Brazilian coastline besides loading products in other countries. In this sense, this dissertation proposes a model of mixed integer linear program whose objective is to determine the coastal navigation fleet size and the type of vessels to transport clean petroleum products. The model propose is based on a previous model from the literature, and its outcome helped programmers define how many ships are actually required to meet the commitments undertaken within a pre-established planning horizon. Comparing the model s result with the actual number of vessels available for programming, one can eventually release ships to make other journeys, thus avoiding the hiring of ships in Voyage Charter Party for this last purpose. It is also possible to reduce the demurrage in periods of low movement, when the fleet contracted becomes oversized.

O problema de programaÃÃo de caminhÃes à um tema de grande relevÃncia na gestÃo de frota das empresas. Estas enfrentam dificuldades em gerenciar seus veÃculos devido Ãs diversas variÃveis inerentes ao processo, tais como o tamanho ideal da frota, os diversos tipos de caminhÃes disponÃveis, a capacidade de carga do caminhÃo, as informaÃÃes tÃcnicas do cliente e o agendamento das viagens. No que se refere ao transporte de derivados de petrÃleo, existem diversas caracterÃsticas operacionais que dificultam a programaÃÃo de caminhÃes. Embora a literatura sobre a programaÃÃo de veÃculos seja vasta, as abordagens para a programaÃÃo de caminhÃes para este tipo de transporte ainda à limitada. O presente trabalho tem como objetivo desenvolver um modelo de programaÃÃo inteira para a otimizaÃÃo da programaÃÃo de veÃculos de mÃltiplos tipos para o transporte de derivados de petrÃleo para obras de construÃÃo de rodovias. Dados reais sobre uma empresa de transporte desse setor foram coletados. Foi desenvolvido um modelo que buscasse a minimizaÃÃo da frota de caminhÃes disponÃveis. Como conclusÃes, pode-se ressaltar que a metodologia empregada serviu para minimizar a frota necessÃria no perÃodo analisado. O desenvolvimento de indicadores de desempenho permitiu avaliar a qualidade das soluÃÃes geradas. / The truck scheduling problem is an important topic in the companiesâ fleet management. Many companies face difficulties to manage their vehicles due to several variables inherent to the management process, such as the optimal fleet size, multiple types of trucks available, trucks capacity, the technical information from the clientâs construction site and trips scheduling. In terms of the transportation of oil products, there are many operational characteristics that make the truck scheduling difficult. Despite the extensive literature about vehicle scheduling, truck scheduling for this type of transport is limited. The purpose of this research study was to develop an Integer Programming model to optimize the multi-type truck scheduling for the transportation of oil products for road construction sites. Data from a real company were gathered. A model that aimed to minimize the truck fleet available was developed. The method used has minimized the available fleet in the period under review. The development of key performance indicators allows to evaluate the quality of the solutions created.

[pt] A volatilidade inerente ao mercado de fretes marítimos e as incertezas relacionadas à demanda de transportes prevista contribuem para a complexidade do problema de dimensionamento da frota. Este trabalho aborda o problema da renovação da frota marítima de uma empresa brasileira do setor de óleo e gás, para o transporte, em viagens de cabotagem e longo curso, de derivados de petróleo. Para tal, é apresentado um modelo estocástico de programação inteira-mista de dois estágios para capaz de gerar indicações de contratos de afretamento a serem realizados considerando incertezas nos níveis de mercado de fretes e na previsão de volume movimentado. O modelo é capaz de fornecer composições de frota capazes de atender as especificações do problema, contudo, para os casos analisados, a avaliação das soluções obtidas ao se considerar a incerteza mostrou potencial de ganho pouco significativo em comparação com uma modelagem similar considerando valores esperados dos parâmetros. Este trabalho evidencia uma situação em que é útil a avaliação das soluções Wait-and-See (WS) e Expected Value of Expected Solution (EEV), menos demandantes computacionalmente, para calcular o potencial ganho da solução do modelo estocástico. / [en] The inherent volatility in the maritime freight market and the uncertainties related to the expected transport demand contribute to the complexity of the fleet size and mix problem. This work addresses the problem of the maritime fleet renewal of a Brazilian oil and gas company, for the transportation, in cabotage and international voyages, of oil products. To this end, we present a two-stage stochastic mixed-integer programming model capable of giving recommendations of which chartering contracts to be performed, considering uncertainties in freight market levels and in the forecasted volume movement. The model is able to provide fleet compositions capable of meeting the problem specifications, however, in the evaluated cases, little gain potential was observed by comparing the stochastic solutions to solutions considering expected parameter values. This work highlights a situation in which the evaluation of the computationally less demanding Waitand-See (WS) and Expected Value of Expected Solution (EEV) solutions is useful to calculate the potential gain of the stochastic model solution.

[pt] Esta dissertação apresenta um estudo sobre a Logística de Distribuição de Derivados de Petróleo, com o desenvolvimento de um modelo para a determinação do tamanho mínimo da frota rodoviária necessária a uma operação de distribuição. Esse modelo, implementado através de uma heurística, não se propõe a determinar o tamanho ótimo da frota e sim estabelecer um processo prático e racional, com base numa aplicação real e flexível. Antes da proposição da heurística, foi realizada uma revisão dos conceitos de supply chain management e comparado o desenvolvimento da indústria do petróleo no Brasil, frente a esses conceitos. A aplicação do modelo com dados reais teve seus resultados comparados com as formulações propostas por DAGANZO et al (1985) e NOVAES (1989). Essa comparação mostrou que a modelagem, desenvolvida para a solução do problema prático, chega a resultados adequados para o ajuste do tamanho da frota. A abordagem prática e a apresentação detalhada da estrutura do problema real são as principais contribuições que esse estudo agrega à área de conhecimento e pesquisa de logística de distribuição de derivados de petróleo. / [en] This master thesis presents a study of the logistics of oil products distribution. It also creates a model for the determination of minimum tankers fleet size, required for a distribution operation in Rio de Janeiro - Brazil. This model was implemented through heuristics, and doesn`t intend to determine the optimal fleet size; its objective instead is to establish a rational and a practical process for the distribution, based on flexible and real data application. Before the heuristics proposal, we took into consideration a review of supply chain management concepts and we evaluated these in relation to the development of the oil industry in Brazil. To validate the model`s correctness, the results of the heuristics run, using real data, were compared to figures obtained using DAGANZO et al (1985) and NOVAES (1989) formulation. This process shows that the developed model is able to solve practical problems regarding truck fleet size. The pragmatic approach and the detailed description of the real problem structure are the main contributions of this study to the field of logistics of oil products distribution.

[pt] Esta dissertação tem como objetivo propor modelos matemáticos e ferramentas computacionais de assessoria na tomada de decisão para o dimensionamento da frota ótima de veículos. O trabalho apresenta modelos que visam reduzir os custos de transporte para uma frota heterogênea de veículos composta por veículos próprios e terceirizados. Os modelos são baseados em problemas de Bin Packing, Roteirização de veículos e dimensionamento de frotas heterogêneas e foram moldados para atender as necessidades da empresa em estudo. Os resultados obtidos na aplicação de cada modelo foram comparados e as ferramentas computacionais utilizadas foram analisadas para identificar os pontos positivos e negativos. Este trabalho também propõe um modelo que compara a compra de novos veículos com a terceirização das entregas quando a frota própria não é suficiente para atender a demanda. / [en] This dissertation aims to propose mathematical models and computational tools to optimize the dimension of a heterogeneous vehicle fleet in his size and composition. This work shows models that intend to reduce transportation cost for a heterogeneous fleet compose by own and third vehicles. The models are based in problems such as BPP- Bin packing problem, VRP – Vehicle routing problem and linear programming. The problems have been molded to attend the necessities of the company in the study of case. The results achieved in the application of each model were compared and the computational tools had been analyzed to identify positive and negative points. This work also proposes a model that compares the purchase of new vehicles with the delivery by third company when the own fleet is not enough to attend the demand.

[pt] O transporte de carga é processo fundamental das empresas e garante a continuidade da cadeia de suprimentos, porém é também a maior fonte de custos, representando cerca de 60 por cento dos custos logísticos. Dada essa representatividade, ineficiências do modal rodoviário e busca por redução de emissões, a pressão por aumento de eficiência e redução de custos é constante nas empresas brasileiras. Em empresas de alimentos, há também a necessidade do controle de lead-times e nível de serviço a fim de não comprometer a qualidade do produto. Desta forma, esse trabalho busca contribuir para redução de custos de frete por meio de otimização do dimensionamento de frota para distribuição de produto acabado, mesclando entre frota alugada e terceira, considerando diferentes perfis, custos e eficiências. Para isso, um estudo de caso foi realizado em uma empresa de alimentos, cuja fábrica localizada na cidade do Rio de Janeiro atende clientes localizados em todo o estado, os mesmos segregados por seis regiões. A empresa em questão possui contrato de aluguel de veículos e de cessão de mão de obra, além de valor tabelado para frete terceiro. Utilizando o suplemento OpenSolver no MS Excel, foi criada uma ferramenta para otimização visando minimizar o custo, considerando a demanda semanal para cada região do estado, capacidade dos veículos, custos de aluguel, mão de obra e frota terceira. Foram analisados diferentes cenários, com restrições de perfis maiores na capital, e de disponibilidade geral de veículos contratados. Como resultado, há a oportunidade de redução entre 15 e 53 por cento do custo de frete sem considerar restrições de perfil por regiões, apenas a possibilidade de revisão da frota contratada. Já considerando também a restrição de perfis na capital, há a oportunidade de redução entre 3 a 9 por cento do custo total de frete. / [en] Freight transportation is a fundamental process for companies and ensures the continuity of the supply chain, but it is also the largest source of costs, representing about 60 percent of logistics costs. Given this significance, inefficiencies in the road transport mode, and the pursuit of emission reductions, the pressure to increase efficiency and reduce costs is constant in Brazilian companies. In food companies, there is also a need to control lead times and service levels to avoid compromising product quality. Thus, this work aims to contribute to freight cost reduction through the optimization of fleet sizing for the distribution of finished products, mixing between rented and third-party fleets, and considering different types of vehicles, costs, and efficiencies. For this purpose, a case study was conducted in a food company, whose factory in Rio de Janeiro serves customers throughout the state, segmented into 6 regions. The company in question has vehicle rental contracts, labor outsourcing agreements, and fixed rates for third-party freight. Using the OpenSolver add-in in MS Excel, a tool was created for optimization aiming to minimize cost, considering weekly demand for each region of the state, vehicle capacities, rental costs, labor, and third-party fleet. Different scenarios were analyzed, with higher profile constraints in the capital and general availability of contracted vehicles. As a result, there is an opportunity to reduce freight costs by 15 to 53 percent without considering regional profile constraints, just by reviewing the contracted fleet. When considering the constraints related to types of vehicles in certain areas, there is an opportunity to reduce total freight costs by 3 to 9 percent.