A principal motivação da seguinte pesquisa foi conseguir estabelecer um ganho referente ao custo total da programacão de atendimento das plataformas de petróleo, partindo da premissa de cooperação dos navios de diferentes portos. Por tanto nesta pesquisa será estudado o problema de roteirização periódica na entrega de suprimentos a plataformas de petróleo, com a consideração de compartilhamento de recursos entre os diferentes portos. Isto significa que uma ou mais embarcações poderão ser deslocadas entre os portos, sendo aproveitadas nos dois portos. Esta forma de operação se contrapõe a ter uma frota dedicada em cada porto, sem a possibilidade de compartilhamento. A pesquisa se propõe a construir modelos matemáticos de programação linear inteira, e resolvê-los por meio de pacotes computacionais. Este problema foi inicialmente estudado como sendo uma extensão do problema de localização e roteirização periódica, que também é pouco explorado na literatura. No caso da distribuição física urbana, o compartilhamento de recursos consiste em possibilitar que a rota de um veículo inicie em um depósito, e termine em um depósito diferente do qual iniciou. Para o caso da distribuição urbana, também serão apresentados 3 modelos matemáticos. Instâncias extraídas e adaptadas da literatura serão testadas para mostrar a aplicabilidade dos modelos. / The main motivation of the following research was to establish a gain related to the total cost of scheduling service of oil platforms, based on the premise of cooperation of ships from different ports. Therefore In this research the periodic routing problem will be studied in the context of delivering supplies to oil platforms at the sea. A novel aspect will be considered which is the sharing of resources (supply vessels) among the ports. This means that one or more vessels can be transferred between ports, being used by all ports. This modus operandi contrasts with a dedicated fleet operating at each port, without the possibility of being shared. The research is focused on proposing integer linear mathematical models, and have them solved with commercial optimization codes. The problem was initially considered as an extension of the periodic location routing problem, which also has been seldom studied in the existing literature. In the case of the urban physical distribution, the resource sharing aspect consists in allowing a distribution route to end at a different depot, other than the one where the vehicle started. For the urban physical distribution, it will be proposed 3 mathematical models. Instances extracted and adapted from the literature will be tested to demonstrate the models\' applicability.

[pt] As operações de EeP na Bacia de Santos sempre ficaram em segundo plano quando comparadas com a Bacia de Campos, berço das gigantescas descobertas petrolíferas dos últimos 40 anos. Porém, com a descoberta do pré-sal, mais presente na Bacia de Santos, essa hegemonia da Bacia de Campos está aos poucos diminuindo, tendo a produção do pré-sal ultrapassado pela primeira vez a do póssal em junho de 2017. Com isso, torna-se imprescindível o aprimoramento da operação para atender a essa nova demanda. Junto com essa nova descoberta, a grave crise que a indústria do petróleo tem vivido desde 2014 com a alta queda no preço do barril, mais intensificada ainda no Brasil devido ao aumento do dólar, trouxe um novo foco para a diminuição do custo de extração, incluindo aí a diminuição de custos logísticos. Na Petrobras, a grande parte da produção de petróleo vem de água profundas e as unidades marítimas necessitam de suprimentos em volume considerável e tempo hábil para realizar suas operações. O elo final da cadeia logística para atendimento às unidades marítimas são as embarcações e elas representam cerca de 70 por cento dos custos logísticos. Nesse estudo, as diferentes metodologias de atendimento marítimo para transporte de cargas utilizadas nos últimos anos, tanto na Bacia de Campos quanto na de Santos, foram analisadas empiricamente e foram encontrados alguns pontos passíveis de melhoria. Uma possibilidade de redução de frota foi identificada e uma metodologia para realizar essa redução foi proposta. A metodologia se baseia em uma nova forma de formação de clusters, reduzindo o tempo total de navegação das embarcações, e um novo ordenamento portuário, de tal forma que uma mesma embarcação possa realizar mais serviços durante a semana, gerando assim menor necessidade de frota. A nova metodologia completa foi implantada em janeiro de 2018, gerando inicialmente uma diminuição de 20 por cento da frota de transporte de carga na Bacia de Santos. / [en] EeP operations in the Santos Basin have always been left in second plan when compared to the Campos Basin, the cradle of the gigantic oil discoveries of the last 40 years. However, with the discovery of the pre-salt, more present in the Santos Basin, this hegemony of the Campos Basin is gradually diminishing, with the production of the pre-salt having surpassed for the first time the one of the postsalt in June of 2017. With this, it is essential to improve the operation to meet this new demand. Along with this new discovery, the severe crisis that the oil industry has experienced since 2014 with the sharp fall in the price of the barrel, more intensified in Brazil due to the increase of the dollar, brought a new focus in reducing the cost of extraction, including the reduction of logistics costs. At Petrobras, most of the oil production comes from deep water and the maritime units need supplies in considerable volume and on time to carry out their operations. The final link of the logistics chain to serve this maritime units are vessels and they represent about 70 percent of logistics costs. In this study, the different maritime service policies for deck cargo transport used in recent years, both in the Campos Basin and Santos Basin, were analyzed empirically and some improvement points were found. The feasibility of reducing the fleet was identified and a methodology to accomplish this reduction was proposed. The methodology is based on a new form of clusters formation, reducing the total vessels navigation time, and a new berth scheduling, in such a way that the same vessel can perform more services during the week, thus generating less need of fleet. The complete new methodology was implemented in January 2018, initially generating a 20 percent decrease in the cargo transport fleet in the Santos Basin.

[pt] Empresas de exploração de petróleo e gás offshore frequentemente precisam lidar com problemas relacionados ao uso eficiente de seus recursos. Neste trabalho, abordamos um problema de programação de navios associado à logística offshore de petróleo e gás – O Problema de Programação de Embarcações do tipo Pipe-Laying support Vessel (PLSVSP). Essas embarcações são especialmente projetadas para realizar conexões de dutos entre poços de petróleo submarinos e plataformas de produção. A conexão de dutos é a última etapa a ser executada para permitir a drenagem do óleo e iniciar a produção em um poço. No PLSVSP, o objetivo é antecipar a conclusão de poços mais produtivos. O problema pode ser visto como uma variante de um problema de programação de lotes com máquinas paralelas idênticas e tempos de configuração não antecipados por família para minimizar o total weighted completion time. Nessa analogia, embarcações são as máquinas, poços são as tarefas e lotes são as viagens executadas por PLSVs, definindo quais poços devem ser conectados a cada saída do porto. Foram desenvolvidas diversas abordagens de otimização para resolver as variantes determinística e estocástica do problema. Para a variante determinística, desenvolvemos métodos híbridos e uma metaheurística capazes de melhorar as soluções desenvolvidas por formulações MIP puras e lidar com o PLSVSP. Para a variante estocástica, foi desenvolvida uma simheurística utilizando simulação de Monte Carlo incorporada, considerando incertezas nas durações das conexões e nas datas de chegada dos oleodutos no porto. Os resultados mostram uma melhora significativa no custo das soluções quando lidam com incertezas em comparação com soluções geradas por um método determinístico. O uso da simulação em uma estrutura metaheurística mostrou-se uma abordagem promissora, capaz de lidar com o problema estocástico, com pouco esforço computacional extra necessário. / [en] Offshore oil and gas exploration companies frequently need to deal with problems related to the efficient use of their resources. In this work, we address a ship scheduling problem associated with offshore oil and gas logistics – The Pipe Laying Support Vessel Scheduling Problem (PLSVSP). These vessels are specially designed to perform pipeline connections between sub-sea oil wells and production platforms. The connections are the last step to be performed to allow the oil draining, starting production in a well. The PLSVSP objective is to anticipate the completion of the most productive wells. The problem can be seen as a variant of a batch scheduling problem with identical parallel machines and non-anticipatory family setup times to minimize the total weighted completion time. In this analogy, vessels are machines, wells are jobs, and batches are voyages executed by PLSVs, defining which wells to connect each time it leaves the port. We developed several optimization approaches to solve the deterministic and stochastic variants of the problem. For the deterministic problem, we developed hybrid methods and a metaheuristic that outperformed the pure MIP formulations, being practical to deal with the PLSVSP. A simheuristic using embedded Monte Carlo simulation was developed for the stochastic variant of the problem, considering uncertainties in the connection duration and the arrival dates of pipelines at the port. The results show a significant improvement in the solutions dealing with uncertainties compared to solutions generated by a deterministic method. The use of simulation within a metaheuristic framework proved to be a promising approach, being able to deal with the stochastic problem, with little extra computational effort required.