[pt] Esta dissertação aborda a evolução da malha ferroviária brasileira e o impacto deste modal de transporte nos estoques de Diesel e Gasolina das Bases de Distribuição localizadas no Sul do Brasil, pertencentes a uma importante distribuidora de derivados de petróleo. A relevância do estudo realizado deve-se à aprovação da Lei 9.478 - Lei do Petróleo - que quebrou o monopólio da Petrobras neste setor, transferindo para as distribuidoras o gerenciamento espacial e volumétrico de seus estoques. Por outro lado, o estudo contribui para o conhecimento da incipiente malha ferroviária brasileira, a partir da privatização ocorrida em 1996, e tornada importante diante da crescente necessidade de se agregar valor, eficiência e segurança ao transporte de combustíveis. O objetivo deste estudo é abordar a evolução da malha ferroviária brasileira e o impacto deste modal de transporte nos estoques de segurança de Diesel e Gasolina de uma grande Distribuidora de derivados de petróleo e o relacionamento dos custos de transporte atrelados aos riscos e impontualidade ainda prevalecentes no sistema ferroviário. / [en] This thesis approaches the evolution of the Brazilian railroad mesh and the impact of this modal of transportation to an important company in the supplies of Diesel and Gasoline to the Bases of Distribution located in the South of Brazil. The relevance of this study is justified due to the approval of Law 9.478 - Law of the Oil - that broke the monopoly of Petrobras in this sector, transferring to oil companies the spatial and volumetric management of their oil inventories. On the other hand, the study contributes for the knowledge of the incipient Brazilian railroad mesh, privatized in 1996, and becoming increasingly important giving the necessity of adding value, efficiency and security to the fuel transportation. The objective of the present study is the evolution of railroad mesh and the impact of this transportation modal on Gasoline and Diesel safety stocks handled by an important oil company and its relationship to the costs of transportation related to the risks and unpunctuality still prevailing in the railroad system.

[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.

[pt] O crescimento da produção diária de petróleo e os elevados custos envolvidos na logística de petróleo, mais precisamente na logística upstream, pela sua complexidade, e em particular, na logística de produção e ainda, somando-se a atual queda do preço do barril, resultam que os impactos econômicos que as falhas no processo logístico podem causar, tornam-se cada vez mais relevantes. Neste contexto, foi desenvolvido um modelo de programação linear que promove a otimização da operação de alivio de plataformas conjugada à programação da janela de atendimento das diversas embarcações a fim de não haja necessidade de interromper a produção de nenhuma plataforma e que todas as demandas sejam cumpridas. Em qualquer circunstância o método utilizado busca a minimização dos custos operacionais através da redução das distancias percorridas e do número de navios afretados. O modelo matemático foi aplicado em um estudo de caso composto por três cenários distintos. O resultado obtido fundamenta a tomada de decisão que definirá o numero de navios aliviadores a serem afretados durante um determinado período. / [en] The growth of daily oil production and the high costs involved in oil logistics, specifically the upstream logistics and the production logistics itself, adding to the current downturn in oil prices, are becoming increasingly relevant considering the major economic impacts caused by eventual failure in logistics processes. In this context, a linear programming model was developed. It provides the optimization of offloading platforms operation coupled to the service window of various vessels, so there is no need to interrupt the production of any of those platforms, allowing that all demands are met. In any case, this method seeks to minimize operational costs by reducing the distances traveled and the number of chartered vessels. The mathematical model was applied in a case study consisting of three different scenarios. The result obtained allows effective decision making that will define the number of shuttle tankers to be chartered for a certain period of time.

Made available in DSpace on 2016-12-23T14:21:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Andre Manhaes Machado.pdf: 1039285 bytes, checksum: 2b356c4d0279c975232bd92c5e2ab326 (MD5) Previous issue date: 2013-11-16 / O petróleo é a principal fonte energética do mundo contemporâneo, insumo básico de diversos setores econômicos. Com a descoberta do Pré-sal, o Brasil tem a oportunidade de tornar-se um dos maiores produtores de petróleo. Entretanto, para que isso seja alcançado, vários desafios deverão ser superados e, dentre eles, encontra-se o problema de transporte de empregados para operarem as plataformas offshore, distantes até 300km de distância da costa brasileira. Os problemas referentes ao deslocamento de empregados por meio de helicópteros são usualmente tratados como o Capacitated Helicopter Routing Problem (CHRP). Com base nas restrições de origem e de destino de cada cliente, no número de veículos e na capacidade e restrições de voo dos helicópteros, neste tipo de problema deseja-se minimizar os custos de aluguel de helicópteros mais o custo total de quilômetros voados. A presente dissertação propõe um modelo de Programação Linear Inteira Mista (PLIM) para o problema de roteirização de helicópteros com base no Dial-a-Ride Problem (DARP). Além do modelo apresentado, foram apresentados duas abordagens para a execução do modelo de forma exata: i) abordagem sem agrupamento, na qual as requisições que possuem origens iguais e destinos iguais são modeladas como requisições distintas e ii) abordagem com agrupamento, na qual requisições que possuem origens iguais e destinos iguais são aglutinados numa nova e única requisição. O modelo matemático foi executado no software CPLEX e os resultados mostraram que instâncias com até 25 requisições podem ser resolvidas pela abordagem com agrupamento / Oil is the main energy source of contemporary world; it is basic inputs of various economic sectors. With the discovery of Brazil pre-salt, there is an opportunity to become one of the largest oil producers. However, to achieve her own goals, Brazil must overcome several challenges, including the problem of transporting employees to operate offshore platforms 300km distant away from the Brazilian coast. Problems related to displacement of employees by helicopters are usually treated as Capacitated Helicopter Routing Problem (CHRP). Based on source and destination restrictions of each client, the number of vehicles, capacity and helicopter flight constraints, this type of problem proposes to minimize the cost of renting helicopters and the total cost of flown kilometers. This dissertation proposes a model of Mixed Integer Linear Programming (MILP) for the helicopters routing problem based on a Dial-a-Ride Problem (DARP). Besides the presented model, we presented two approaches to implementing the model in an exact way: i) non-clustered approach, in which requests that have the same origin and destination are equal modeled as separate requests; and ii) clustered approach, in which requests that have the same origins and destinations are clumped together in a new single request. The mathematical model was implemented in software CPLEX and results showed that instances with up to 25 requests can be resolved in the clustered approach

[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 crescente produção de petróleo em águas brasileiras torna cada vez mais importante a gestão logística de alívios das plataformas produtoras. A programação de alívios das plataformas deve ser realizada de forma antecipativa, evitando a parada de produção por falta de espaço disponível para armazenagem. Uma interrupção da produção de petróleo, por menor que seja, causa uma perda direta de receita para a empresa produtora. Alívios realizados muito próximos ao completo enchimento de todos os tanques da plataforma representam risco iminente de perda de produção e são denominados alívios críticos. Este trabalho tem como objetivo realizar um estudo estatístico com dados históricos de 2016 a 2019 para criar um modelo multivariado de previsão dos alívios críticos em uma grande empresa de petróleo brasileira. O modelo de regressão dinâmica foi utilizado para avaliar como as variáveis presentes no processo de programação de alívios se relacionam com o percentual mensal de alívios críticos. A partir do modelo gerado foram identificadas que as variáveis de produção mensal, estoque médio, previsão do tempo, lote médio e exportações mensais impactam no percentual de alívios críticos do mês. Foi realizada uma análise de sensibilidade, a partir da qual foi possível concluir que a gestão de estoques da empresa é o fator fundamental para a redução dos alívios críticos e consequentemente a redução das chances de perda de produção. / [en] The growing oil production in Brazilian waters makes the logistic management of offloadings from the platforms increasingly important. The platform offloading schedule must be carried out in advance, avoiding production stoppage due to lack of available storage space. An interruption in oil production, however small, causes a direct revenue loss for the producing company. Offloadings performed very close to the complete filling of all the platform tanks represent an imminent loss of production risk and are called critical offloadings. This work aims to carry out a statistical study with historical data from 2016 to 2019 to create a multivariate model for forecasting critical offloadings in a large Brazilian oil company. The dynamic regression model was used to evaluate how the variables present in the offloading scheduling process are related to the monthly percentage of critical offloadings. From the developed model, it was identified that the variables of monthly production, average stock, weather forecast, average batch and monthly exports impact the percentage of critical offloadings of the month. A sensitivity analysis was carried out, from which it was possible to conclude that the company s inventory management is the fundamental factor for the reduction of critical offloadings and, consequently, the reduction of the chances of production loss.

[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.