Optimização de processos florestais planeamento operacional integrado: da silvicultura às operações de exploração.

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Walter Bacelar Alencastre
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1 Optimização de processos florestais planeamento operacional integrado: da silvicultura às operações de exploração. Leonardo Fardin Floresteca Serviços Florestais Ltda Danitiele França USP, Brasil Silvana Nobre Forest Consulting, Brasil Luiz Carlos Rodriguez USP, Brasil

2 Conteúdo (1) Panorama brasileiro como estamos em planejamento operacional (2) Estágios de fazer planos viáveis à gestão da cadeia de valor (3) Case: Floresteca Modelo de curto prazo: colheita de Teca (4) Conclusões Planejar considerando a cadeia de valor

3 (1) Panorama brasileiro como estamos em planejamento operacional (2) Estágios (3) Case: Floresteca (4) Conclusões

4 considerando 5,7 milhões de hectares de florestas plantadas Integração 16% Próximos anos 17% Sistemas Integrados 49% Sem sistemas 18%

5 empresa brasileira P&C rotação área colheita anual produtividade colheita anual 200,000 ha 7 anos 28,571 ha 300 m3/ha 8,571, m3/ano Planejamento Operacional produt. (máx)de 1 harvester 35 m3/hora 16 horas/dia trabalhando 22 dias/mês 12 meses/ano disponibilidade mecânica 90% eficiência operacional 87% produção anual de 1 harvester 116,273 m3/ano nr harvesters 74 unidades Plantio X Condução da Brotação 80% da área espaçamento (3x3) 0.11 mudas/m2 necessidade anual de mudas 25,396, mudas enraizamento máximo 75% plantio de estacas 33,862, estacas Fazer planos Operacionais: Alocar Máquinas, Pessoas, Equipes, Insumos... Mão de obra no campo 0.07 pessoas/ha Necessidade de mão de obra 2,000 pessoas

6 empresa brasileira P&C rotação área colheita anual produtividade colheita anual 25,000 ha 7 anos 3,571 ha 300 m3/ha 1,071, m3/ano Planejamento Operacional produt. (máx)de 1 harvester 35 m3/hora 16 horas/dia trabalhando 22 dias/mês 12 meses/ano disponibilidade mecânica 90% eficiência operacional 87% produção anual de 1 harvester 116,273 m3/ano nr harvesters 9 unidades Plantio X Condução da Brotação 80% da área espaçamento (3x3) 0.11 mudas/m2 necessidade anual de mudas 3,174, mudas enraizamento máximo 75% plantio de estacas 4,232, estacas Fazer planos Operacionais: Alocar Máquinas, Pessoas, Equipes, Insumos... Mão de obra no campo 0.07 pessoas/ha Necessidade de mão de obra 250 pessoas

7 A A empresas brasileiras B ( 6 ) C que abastecem indústrias B Sistemas integrados com ( 20 ) ( 10 ) bancos de dados relacionais C Planejamento estratégico otimizado ( 1 ) D Sistematização dos resultados da investigação B C Planejamento Operacional otimizado D B C D Planejamento Operacional top

8 (1) Panorama brasileiro (2) Estágios de fazer planos viáveis à gestão da cadeia de valor (3) Case: Floresteca (4) Conclusões

9 Função objetivo I II III Simulações Excel + VB Otimização do processo de colheita Sincronização dos processos silviculturais Conseguir fazer planos: Estar dentro da região de viabilidade Minimizar custos do processo Estabelecimento da melhor floresta possível

10 Fluxo completo do sistema Planejamento Estratégico CAD INV PARAM Plano Estrategico Plano Estratégico PARAM Planejamento Operacional BD Comum a todos os sistemas e ÚNICO Plano Operacional Descrição da área Operações Realizadas Operações Realizadas Cadastro & SIG Inventário Controle Operacional

o que foi feito - Recalcular parâmetros - Recalcular e

11 O ciclo de trabalho no planejamento operacional impõe a automatização do processo: -Período de 1 mês para: - Considerar o que foi feito - Recalcular parâmetros - Recalcular e Replanejar - Analisar - Publicar resultados - Criar planos de trabalho decorrentes

12 II Otimização do processo de colheita Modelo Matemático: Alternativas de Gestão Função Objetivo Restrições Horizonte: 3 anos Períodos: 36 Período: 1 mês

13 II Planejamento Operacional Otimização do processo de colheita Talhão Per Int Idade D 7anos --- Resultados do estratégico: 3 primeiros anos Regras de Intervenção a n o 1 a n o 2 a n o 3 Regime de chuvas = Alternativas de gestão: Em que meses realmente posso fazer a intervenção 2D no talhão 57 que teria 7 anos no ano 2???

14 II Otimização do processo de colheita Maximizar receita líquida operacional Max Z = R ij X ij Receita líquida operacional ( + ) Receitavenda de produtos florestais ( - ) Custos de colheita ( - ) Custos de transporte

15 II Otimização do processo de colheita Restrições básicas 1) Demanda mensal de produtos de madeira V ijkp > D pk para todos os produtos p e meses k 2) Disponibilidade de máquinas H ijkm > M mk para todos os tipos de maqm e meses k 3) Distância média ponderada pelo volume V ijk d i > V k D p/todos os meses k e D é a distância desejada

16 III Sincronização dos processos silviculturais Modelo Matemático: Alternativas de Gestão Função Objetivo Restrições Amarrar processos Horizonte: 1 ano Períodos: 36 Período: 10 dias

17 III Sincronização dos processos silviculturais Alternativas de Gestão Talhão Per Int Idade CR 7anos --- Resultados do estratégico: Para o primeiro ano Pacotes tecnológicos talhões pertencem a unidades de manejo de acordo com suas características edafo-climáticas para cada unidade de manejo existem pacotes tecnológicos alternativos que geram produtividades potenciais diferenciadas (diferenças de até 10%) os pacotes incluem clones, espaçamento e adubação os pacotes têm custos diferenciados

18 III Sincronização dos processos silviculturais Maximizar produto potencial Max Z = F ij X ij F ij Quantidade do produto final (celulose, por exemplo) que será potencialmente produzida pela unidade i Onde: no futuro, caso a unidade seja agora submetida aos tratos silviculturais j (clone, espaçamento, adubação...) X ij área da unidade i submetida agora aos tratos silviculturais j

19 III Sincronização dos processos silviculturais Restrições básicas 1) Capacidade operacional das equipes de plantio, colheita e viveiro 2) Demanda mensal dos produtos produzidos agora 3) Capacidade da infra-estrutura para produção de mudas: jardins clonais, galpões de estaquia, casas de vegetação 4) Restrições climáticas para produção de mudas, plantio e exploração

20 III Sincronização dos processos silviculturais Amarrar processos Modelar as relações de transformação entre os processos Montar as restrições nas unidades dos recursos necessários a cada processo

21 (1) Panorama brasileiro (2) Estágios (3) Case: Floresteca Modelo de curto prazo: colheita de Teca (4) Conclusões

22 Floresteca Sudoeste do Mato Grosso ha Tectona Grandis Desde 1994 Gerador: Spatial Woodstock Solver: Mosek

23 Volume por período e intervenção Períodos Planejamento Operacional Intervenções Total geral 1D 22,607 28,401 40,845 91,853 1T 138,287 87, , ,427 2D 57, ,550 2, ,876 3D 1,020 13,448 14,468 Total geral 218, , , ,624 Estratégico Operacional Área 19, , % Volume 655, , % Receita 60,365, ,445, %

24 Maximização da receita líquida operacional Controles Cenário Demanda Máquina Distância Escoamento 0 1 x 2 x x 3 x x x 4 x x x x Cenários X Receita Planos de trabalho consistentes e viáveis Cenário 0 Cenário Garantem receita máxima. Cenário Cenário Cenário

25 Bons Parâmetros Volume x Horas de Harvester Volume Horas Volume Colhido (m3) Horas de Harvester (h) Meses do primeiro ano 0

26 (1) Panorama brasileiro (2) Estágios (3) Case: Floresteca (4) Conclusões Planejar considerando a cadeia de valor

27 Disponibilidade: Modelos matemáticos testados Modelo biométricos desenvolvidos e testados Tecnologia de BD disponível Design de banco de dados testado Hardware compatível e capaz de suportar Técnicos treinados em cada uma das tecnologias necessárias

28 Desafios: Concatenação de várias tecnologias e competências Modularidade: 1 problema de cada vez Cada solução deve ser definitiva Gestão consistente ao longo de muitos anos

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