Vanina Macowski Durski Silva 1 Sérgio Adriano Loureiro 2 Antonio Galvão Novaes 3 Antonio Sérgio Coelho 3

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1 P&D em Engenharia e Proução, Itajubá, v. 10, n. 2, p , 2012 Introução o conceito e gestão transporte colaborativo entre empresas manufatureiras e transportaores marítimos utilizano a aboragem e agentes autônomos Introuction of the collaborative transportation management concept between manufacturers companies an maritime carriers using the autonomous agents approach Vanina Macowski Durski Silva 1 Sérgio Ariano Loureiro 2 Antonio Galvão Novaes 3 Antonio Sérgio Coelho 3 Resumo: Ao longo as caeias e importação/exportação a ativiae e transporte gera importante custo que impacta iretamente na eficiência a caeia logística global. Experimentos mostram resultaos satisfatórios em termos e reução no tempo e entrega, aumento a proutiviae os recursos e transporte bem como economias e escala através a implementação a Gestão o Transporte Colaborativo (GTC), o qual tem por objetivo criar alianças entre empresas no intuito e compartilhamento e recursos e informações. Neste contexto, este estuo propõe um conceito e ferramenta que auxilie as empresas em suas tomaas e ecisão. Pesquisou-se sobre a era a Logística Colaborativa e a Gestão o Transporte Colaborativo e, foram realizaas entrevistas com empresários e especialistas e moo a valiar a proposta e estuo, além e obter aos para inserção no moelo. Posteriormente, foi realizao um estuo sobre o métoo Agent Base Moeling an Simulation. Assim, são apresentaos os principais parâmetros que poem auxiliar a logística marítima e proutos manufaturaos e, baseao na teoria os Agentes Autônomos aplicaa à problemas logísticos, é iniciaa a moelagem o problema. O moelo proposto contribuiu para a análise os efeitos sistêmicos a política e colaboração entre inústrias manufatureiras, as quais se unino fortalecem o poer e barganha sobre os armaores marítimos, influenciano na reução o preço e frete marítimo. Este trabalho contribuiu para o entenimento a importância e se aotar uma aboragem interisciplinar para liar com os problemas o transporte marítimo. Palavras-chave: Gestão o transporte colaborativo; Exportação e manufaturaos; Transportaores marítimos; Agentes autônomos; Tomaa e ecisão. 1 Universiae Tecnológica Feeral o Paraná - UTFPR 2 Universiae e Campinas UNICAMP 3 Universiae Feeral e Santa Catarina - UFSC

2 Introução o conceito e gestão transporte colaborativo Abstract: Along export/import chains transportation has an important cost impacting irectly on the efficiency of the whole chain. Experiments show satisfactory results in terms of reuce elivery time, increase prouctivity of transportation resources as well as economies of scale by the implementation of the Collaborative Transportation Management (CTM), which aims to create business alliances oriente to share resources an information. In this context this stuy proposes a concept of a tool for helping companies on their ecision making. It was researche about the Collaborative Logistics era an the Collaborative Transportation Management an, in orer to valiate the stuy proposal an to obtain ata to insert in the moel. Some interviews were execute to entrepreneurs an specialists. Subsequently, it was performe a stuy about Agent Base Moeling an Simulation. It ientifies the major parameters that coul support the maritime logistics of manufacture goos an, base in the autonomous agent theory applie to logistic problems, the moeling is starte. The propose moel contribute to the analysis of the systemic effects arising from the collaboration policies among the manufacturing inustries, which strengthen the bargain power if acting allie to each other, an have the power to influence the maritime freight rate reuction. This work contribute to the comprehension of the importance of aopting an interisciplinary approach to eal with the maritime transportation problems. Keywors: Collaborative transportation management; Manufacture exports; Maritime carriers; Autonomous agents; Decision making. 1. INTRODUÇÃO No Brasil o comércio exterior tem sio pouco utilizao como fator pró-ativo a estratégia o esenvolvimento pois historicamente as negociações entre os iversos participantes a caeia e exportação tem apresentao conflitos. Observa-se que caa elo busca minimizar seus custos iniviuais, o que normalmente não converge ao ótimo global a caeia e suprimentos. Seno assim, empresas estão seno forçaas a repensar seus proceimentos, a utilizar técnicas e reengenharia e reefinir os relacionamentos e os moelos e suas caeias e suprimentos e moo a reuzir custos, aumentar eficiências e obter vantagem competitiva. No intuito e iminuir estes problemas recentemente emergiu o conceito e Collaborative Transportation Management (CTM), entro o novo conceito e logística colaborativa. Difunio mais fortemente a partir o ano 2000 através a aboragem o Collaborative Planning, Forecasting an Replenishment (CPFR), o CTM tem sio apontao pelos especialistas como uma ferramenta útil para proporcionar reuções nos custos as transações e riscos, aumento no esempenho e serviço e capaciae, bem como a obtenção e uma caeia e suprimentos mais inâmica (SILVA et al., 2009). Devio às empresas brasileiras exportaoras estarem buscano maior competitiviae, evem eixar e agir e forma iniviualista e começarem a agir e forma colaborativa. Para isso é preciso, portanto que haja um etalhao compartilhamento e aos e informações por parte os agentes a caeia logística, e moo a formar uma sólia parceria. Entene-se por agente, caa um os integrantes esta caeia, como, por exemplo, na caeia logística marítima: a empresa proutora, o transportaor rooviário, o transportaor marítimo e a carga a ser transportaa. Assim, realizao levantamento bibliográfico bem como efetuao contato com empresários o ramo, verifica-se que existe restrito trabalho científico que explore esta temática voltaa às inústrias e manufatura, transitários e transportaores marítimos, no intuito e contribuir com a exportação. Há, portanto, uma lacuna aina a ser exploraa no que se refere à pesquisa para a resolução o problema e

3 210 Silva et al. P&D em Engenharia e Proução, Itajubá, v. 10, n. 2, p , 2012 transporte colaborativo e cargas por parte as inústrias e manufatura utilizano-se o moal aquaviário. Assim seno, este artigo tem como objetivo apresentar um moelo que analise os efeitos sistêmicos a política e colaboração entre inústrias manufatureiras que utilizam o transporte marítimo para a exportação, levano em consieração os principais parâmetros estratégicos e operacionais envolvios nessa operação. Deste moo, este trabalho, parte e uma tese e outorao, objetiva apresentar sucintamente um panorama a exportação brasileira e seu funcionamento a caeia e exportação e manufaturaos utilizano o moal marítimo, a efinição o novo termo logístico CTM, seu moo e implementação em uma caeia logística marítima, bem como principiar a aplicação o conceito e agentes autônomos para moelar e analisar este problema e transporte. Poe-se izer que este trabalho é o tipo bibliográfico e quanto à sua natureza poe ser consierao como qualitativo, visano gerar conhecimentos para futura aplicação prática em problemas logísticos. O artigo constitui-se e seis seções incluino esta introução, istribuías a seguinte maneira: a seguna seção apresenta um breve panorama a exportação brasileira, a terceira seção contextualiza a aboragem o CTM e a quarta seção apresenta o uso o conceito e Agentes Autônomos aplicao à problemas logísticos. A quinta seção apresenta o moelo protótipo e resolução o problema logístico e transporte marítimo e, por fim, a última seção apresenta as consierações finais bem como sugestões para ar continuiae a este estuo. 2. EXPORTAÇÃO DE PRODUTOS MANUFATURADOS A Comissão Econômica para América Latina e Caribe (CEPAL) classifica os itens exportáveis em proutos manufaturaos, proutos básicos e semi-elaboraos em função, geralmente, os recursos utilizaos, a intensiae e trabalho, a intensiae e escala e a a ciência aplicaa à manufatura. Prouto manufaturao é aquele resultante e um processo e proução em série paronizaa, por meio e máquinas, ferramentas e trabalho, atualmente tratao também como prouto inustrializao. No intuito e contribuir para com o estuo o comércio exterior o Instituto Nacional e Altos Estuos (INAE) sugere a necessiae a apreciação e três questões principais: a) saber a estrutura a emana munial e a posição o Brasil; b) efinir o conceito e manufaturao nas estatísticas e comércio exterior o Governo e a meta a ser alcançaa vis-à-vis a emana munial; c) ientificar as barreiras externas via protecionismo, com ou sem crise munial, e as barreiras internas à proução e à exportação a serem superaas. Assim, nos próximos tópicos será apresentao o cenário o setor manufatureiro brasileiro, incluino volumes e cifras movimentaas, bem como outros fatores e relevância como barreiras à expansão e suas exportações e a apresentação o mecanismo ao realizar a exportação e proutos utilizano-se o transporte marítimo (foco este trabalho) Panorama a emana munial No ano e 2008, o comércio munial cresceu cerca e 15% seno que estes, 60% se concentrou em países esenvolvios. A América Latina participou com 5,4% e o Mercosul com apenas 1,7% as exportações. Com relação à istribuição setorial as exportações muniais no ano e 2007, última informação estatística isponível, preponeram os proutos e maior valor agregao - máquinas, equipamentos e telecomunicações, e transportes, etc. - com participação e 35,5% o valor. As venas brasileiras, porém, representaram apenas 0,7%. De acoro com o Ministério o Desenvolvimento, Inústria e Comércio (MDIC) em 2008, 36,9% o valor e exportação referiu-se aos proutos básicos, - alimentos e matérias primas in natura -, enquanto 60,7% a proutos inustrializaos. Desse total, 46,8% foram e manufaturaos, que tanto incluem máquinas e equipamentos, como bens e consumo. Apesar e ser relevante a contribuição os proutos manufaturaos para a economia brasileira, aina há muitos problemas que proporcionam a representativiae e apenas 0,7% o valor total e manufaturaos exportao munialmente. Um exemplo a citar é o caso e barreiras impostas à caeia e exportação que poem ocorrer tanto externamente quanto internamente. Com relação às barreiras externas estaca-se:

4 Introução o conceito e gestão transporte colaborativo exigências e normatização técnica e e natureza tecnológica, restrições e natureza ambiental, normas sanitárias e fitossanitárias, acoros voluntários, moificações genéticas; subsíios iretos à proução via financiamentos especiais, garantias e preços ou e compras, fusões e empresas ou acoros interempresas, etc. Em se tratano e barreiras internas poe-se izer que estas são resultantes e visão eformaa quanto à importância o comércio exterior e mercaorias e e serviços para a sustentação o crescimento econômico, como fator e aumento a oferta e empregos, inução e investimentos, e e estímulo à incorporação e novas tecnologias. Haveno estas barreiras, é preciso uma política facilitaora os mecanismos a exportação que contemple os custos, rotas e agentes envolvios a melhor maneira possível Mecanismo para realização o transporte marítimo no caso a exportação Ao eciir exportar uma empresa eve estar atenta às etapas o processo, buscano conhecer seu mercao cliente, suas exigências, costumes e características. Também eve efinir outros pontos: o moo e transporte a mercaoria, a embalagem apropriaa ao prouto e moo a conservar sua integriae, a forma e frete a ser aotaa na negociação bem como a empresa que irá realizar o transporte propriamente ito, além e consierar ou não o auxílio e um agente intermeiário (freight forwarer) ou NVOCC na negociação. Consierano que a maior parte as exportações se realiza através o moal aquaviário e que este trabalho tem por objetivo o moal aquaviário, somente será aqui trataa a exportação via marítima. A Figura 1 ilustra resumiamente as etapas o mecanismo e exportação. No transporte marítimo as empresas intervenientes mais importantes são o armaor, agência marítima, NVOCC, transitário e carga, operaor e transporte multimoal e cargo broker. Quano a realização e uma vena ou compra eve-se estabelecer um ponto e entrega a mercaoria, aquele no qual se iviem as responsabiliaes entre o veneor e o compraor. Estas responsabiliaes envolvem custos e riscos sobre a transação, seno que o exportaor e importaor evem assumí-las até o ponto e entrega e a partir ele ) Inústria 2) Freight forwarer 3) Armazém 4) Transporte Terrestre 5) Porto e origem 6) NVOCC 7) Transporte marítimo/armaor 8) Porto e estino 9) Armazém 10) Transporte terrestre 11) Destino final - cliente Fluxo sem o auxílio o freight forwarer Fluxo com o auxílio o freight forwarer Negociação o transporte Figura 1 Etapas o mecanismo e exportação. Fonte: o autor. No caso a alternativa ser o envio e mercaorias como carga geral solta, ou mesmo paletizaa, o exportaor ou seu agente (freight forwarer) poe efetuar a reserva e praça em navio convencional e linha regular (através e um NVOCC ou não); ou até mesmo fazer o afretamento e um navio no caso e um lote muito grane. O próximo ponto é eciir por qual porto embarcar a mercaoria bem como o terminal e armaor a ser utilizao. Na sequência eve ser efinio o meio e isponibilização a mercaoria no terminal escolhio com base no custo o transporte, tempo e trânsito e, prazo e entrega a carga (ea line). Uma

5 212 Silva et al. P&D em Engenharia e Proução, Itajubá, v. 10, n. 2, p , 2012 possibiliae a ser consieraa é a conveniência e se ter um pulmão em alguma outra ciae, ou seja, manter um estoque em algum ponto para solucionar problemas e entrega rápia ou pequenas quantiaes que nem sempre poem ser prouzias ou enviaas rapiamente. Como consequência a logística planejaa é possível iminuir os custos e transporte, armazenagem, peras e tempo na viagem e, por consequência, problemas na entrega e cumprimento o contrato e vena. Sem contar aina com a emurrage (sobrestaia o navio), se estabelecio em contrato, o que é normal em afretamentos, em virtue as peras e tempo o navio provocaas pelo embarcaor nas operações e embarque e esembarque. Assim, na ecisão quanto ao porto a ser escolhio por parte o exportaor é também levaa em conta a quantiae e mercaoria a ser prouzia e embarcaa por este. Em relação às regras e negociação vale comenta que caa país tem seu próprio conjunto e regras para este tipo e negociação, mas normalmente, para uso interno em seu próprio mercao oméstico (KEEDI, 2007). Se caa país pretene utilizar suas regras nas operações externas, haverá uma grane varieae em uso, o que poerá significar problemas na execução o comércio exterior. Para isso criou-se um conjunto e termos uniformes internacionais para facilitar o comércio, a fim e evitar problemas e entenimento. Esse conjunto foi criao pela Câmara e Comércio Internacional (CCI), seiaa em Paris. A esse conjunto e termos o comércio exterior foi ao o nome e International Commercial Terms (INCOTERMS), cujo objetivo maior é aministrar conflitos oriunos a interpretação e contratos internacionais firmaos entre exportaores e importaores concernentes à transferência e mercaorias, às espesas ecorrentes as transações e à responsabiliae sobre peras e anos Como operar na exportação? iniviualmente ou em colaboração? Uma vez eluciao o mecanismo genérico e exportação via marítima poe-se perceber que o mesmo é muito abrangente, conteno iversas variáveis e requereno atualização as mesmas referentes à volumes, capaciae os navios, preços, tarifas marítimas, taxas, legislação, entre outras. Uma questão que vem à tona é sobre como as empresas exportaoras envolvias neste mecanismo evem atuar: iniviualmente ou em colaboração? Se isolaamente, caa empresa exportaora eve pesquisar sobre a melhor maneira e realizar o transporte e sua mercaoria, analisano as empresas e navegação existentes, suas taxas, volumes aceitáveis, moo e transportar a mercaoria até o porto mais aequao bem como preparar a ocumentação necessária. Uma possibiliae ano início à colaboração é buscar o auxílio o profissional preparao para realizar tais ativiaes, o freight forwarer que se encarregará se possível, e unir cargas e outros clientes a fim e conseguir economias e escala. O mesmo também poeria ser realizao iretamente através e parcerias entre as empresas exportaoras, sem a contratação este terceiro. Do lao os armaores o transporte colaborativo também poe existir no caso e um ao armaor não possuir volume o suficiente para completar um navio, poeno atuar juntamente com outros, iviino espesas e repartino os lucros. Essas alianças estão em constante transformação, alterano seus membros, seja para aaptarem a instabiliaes o mercao seja para ampliar aina mais os serviços; por isso à primeira vista poem parecer associações instáveis, mas são na verae flexíveis, eliminam concorrentes mais frágeis, ampliam a cobertura o serviço, melhoram a eficiência, pontualiae e velociae. Através essa colaboração no transporte assiste-se a formação e rees logísticas globais que articulam espaços proutivos, não apenas ampliano a cobertura o serviço, mas a freqüência, eficiência e velociae e circulação as mercaorias (Souza, 2009). No item seguinte será aborao o CTM, a fim e explorar este novo conceito logístico, na tentativa e aplicálo ao caeia logística e exportação e manufaturaos através o moal aquaviário. 3. CONTEXTUALIZAÇÃO SOBRE O CTM Consierano que o PIB brasileiro foi e US$ 1,99 trilhão em 2008 e que o percentual aplicao em logística é e 12%, tem-se US$ 238,8 bilhões investios em custos logísticos neste ano. Poe-se então afirmar que US$ 143,28 bilhões foram estinaos aos custos com transportes, ou seja, aproximaamente 7,2% o PIB nacional, valor muito acima o valor aplicao em países esenvolvios como os Estaos Unios que espenem apenas 4,8% o PIB em transporte. Isto emonstra que o transporte é um item muito significativo nas contas finais os recursos gastos com os proutos brasileiros tanto para o mercao interno, quanto para proutos a serem exportaos, compono o Custo Brasil (TACLA, 2003).

6 Introução o conceito e gestão transporte colaborativo Uma forma e amenizar os problemas existentes na logística é através a colaboração aplicaa ao transporte entre os iversos agentes e uma caeia logística, portanto, aicionano valor a too o processo. É válio citar que para um melhor benefício, o CTM eve atuar na interação e iversas caeias logísticas, formano o conceito e ree logística. Para Tacla (2003) a colaboração se á com o compartilhamento e recursos, principalmente na utilização e mesmo equipamento e transporte, o que contribui para reuzir gastos ao aumentar a proutiviae os equipamentos e transportes. Assim, o início o Transporte Colaborativo se á a partir a elaboração e previsão e carregamento, incluino gerações e orens e cargas e, finalmente a execução a entrega e pagamento o transportaor (SILVA et al., 2013). Para a implementação o CTM é necessário, portanto, sistemas que permitam colaboração interorganizacional a um custo efetivo e e maneira tecnologicamente compatível. Sem tais sistemas, as empresas que tentam implementar a sistemática poem eparar-se com esforços inválios e ifíceis e se gerenciar Moelos e sistema operacional e transporte colaborativo O processo genérico e tomaa e ecisão se inicia com a escoberta o problema e tomaa e ecisão, ou seja, um esafio para as operações futuras e negócios tal como operações e sucesso à longo prazo no mercao e transporte ao ingressar no sistema colaborativo (BLOOS e KOPFER, 2009). Fatores como aumento na competição emonstram ser o principal fator ecisivo e assim, os empresários veem a colaboração como uma forma e alcançar expansão geográfica. De acoro com Bloos e Kopfer (2009) ingressar em um sistema operacional e colaboração no transporte implica na troca e aos os clientes o que poe ser uma operação muito elicaa. O processo inicia-se pela busca por soluções alternativas e em seguia uma especificação precisa ser realizaa sobre como o alcance a meta poe ser obtio e mensurao. Uma vez alcançaa, istribuem-se os custos e benefícios obtios no ecorrer as transações. Apesar a literatura sobre esta temática ser aina escassa, alguns trabalhos foram encontraos, apontano sistemas operacionais e transporte colaborativo, os quais poem servir e benchmarking para as empresas. No trabalho e Krajewska e Kopfer (2006) o processo e colaboração poe ser escrito como um processo e três etapas: especificação os custos iniviuais e caa colaboraor, mapeamento os peios os parceiros, para possíveis trocas entre os parceiros e, atribuição o benefício que caa participante oferece à colaboração. Gomber et al. (1997) apresentam um moelo e colaboração para planejamento e transporte através o uso ea agências expeioras e frete com vários centros autônomos e recompensa que atuantes na aquisição os peios e negociações os preços para a execução os peios os clientes. Os trabalhos e Kopfer e Pankratz (1999) Schönberger (2005), Bloos e Kopfer (2009) e Grünig e Kuhn (2005) seguem uma linha e aboragem semelhante. Em relação à parte aplicaa, envolveno construção e moelo matemático e aplicação, um os primeiros trabalhos brasileiros referente à temática e transporte colaborativo é o e Carnieri et al. (1983). Nele, analisa-se a viabiliae a implantação e uma central representante as cooperativas no estao o Paraná (Brasil), que vise a minimização o custo e transporte e soja. O problema é moelao como seno e Programação Inteira e evio sua simpliciae o moelo não contempla restrições importantes como prazos, rotas e capaciae e transporte, entre outras. Tacla (2003) esenvolve uma metoologia para o transporte colaborativo e soja e fertilizante flexibilizano as restrições impostas pelas janelas e tempo e minimizano gastos em frete. Utiliza-se a moelagem matemática e o solver CPLEX o GAMS 2.50 e, para o nível operacional esenvolve uma heurística resolvia no Excel sugerino um problema e Programação Linear. O trabalho e Giesen et al. (2007) tem como cenário um frota heterogênea e navios que eve transportar múltiplos proutos ese um conjunto e portos-origem a um conjunto e portos-estino. O problema é formulao como seno e Programação Inteira Mista (MIP) permitino eterminar a rota e programação e navios, assim como a alocação e proutos aos compartimentos os navios. Devio o MIP proposto não poer ser resolvio em tempo razoável, propôs-se uma heurística. Diferentemente as aboragens traicionais, Novaes et al. (2009) consieram em sua análise um ambiente inâmico para o problema e roteamento urbano sujeito a congestionamentos. Utilizano-se os conceitos a Análise Sequencial o estuo compreene um epósito e uma frota homogênea e veículos que atenem

7 214 Silva et al. P&D em Engenharia e Proução, Itajubá, v. 10, n. 2, p , 2012 certa região urbana. Caa veículo é atribuío a um istrito, eixano o epósito pela manhã, ateneno aos peios (tarefas) a ele atribuío, retornano ao final o ia ao epósito. Do ponto e vista inâmico, parte o serviço planejao é irecionaa para outros agentes (veículos) quano o sistema eterminar a necessiae, evitano que tarefas eixem e ser realizaas. Como se percebe, iversas são as maneiras e se aborar o problema e transporte, envolveno iversas origens, estinos, empresas e proutos. Uma possível forma e se moelar o problema e transporte marítimo no caso a exportação brasileira e proutos manufaturaos é através a recente aplicação e Agentes Autônomos. No item seguinte será apresentao o conceito e Agentes Autônomos aplicaos à problemas logísticos. 4. APLICAÇÃO DO CONCEITO DE AGENTES AUTÔNOMOS NA RESOLUÇÃO DE PROBLEMAS LOGÍSTICOS DE TRANSPORTE A maioria os sistemas e processamento e aos e os sistemas logísticos abrange vários componentes, trataos como agentes, os quais tipicamente atuam autonomamente, poeno também se comunicar e interagir com os emais, formano uma ree. Assim, os agentes autônomos formam uma comuniae em um ambiente comum one atuam e se transformam baseaos em regras, a fim e atingirem seus objetivos iniviuais. Apesar e ser uma nova aboragem à logística, iversas pesquisas tem sio esenvolvias pelo grupo e pesquisa Collaborative Research Centre 637 Autonomous Cooperating Logistic Processes, em Bremen, Alemanha, que tem por intuito etectar quano e como o controle autônomo poe ser mais vantajoso o que o controle clássico, especialmente com relação ao tempo, custos e robustez Conceito e agente autônomo Agent base moeling an simulation (ABMS) é um métoo computacional usao para compreener e analisar sistemas compostos e muitos inivíuos que interagem (NORTH e MACAL, 2007; GILBERT, 2008). ABMS são particularmente aequaos para apoiar o estuo e temas como a tomaa e ecisão escentralizaa, as interações local-global, auto-organização, emergência e os efeitos a heterogeneiae no sistema simulao (AXELROD e TESFATSION, 2006; BANDINI et al., 2009). Agentes são componentes os sistemas aaptativos complexos auxiliano na tomaa e ecisões. De acoro com o North e Macal (2007) os agentes têm conjuntos e regras e parões e comportamento que lhes permitem assimilar as informações, o processo e entraas e, em seguia, efetuar muanças no ambiente externo. Aaptação e aprenizagem são os resultaos obtios pelos agentes após o processamento as informações entre eles. Mais especificamente, estes autores efinem agentes como algo que faz escolhas em um negócio: gerentes, executivos, organizações. Em ABMS, um agente é um inivíuo com um conjunto e atributos e características comportamentais. Os atributos que efinem um eterminao agente é. Veja o exemplo abaixo na Figura 2. As características comportamentais efinem o que um eterminao agente faz e, geralmente não há muita iferença entre os agentes no moelo. Para iniciar a moelagem e um agente é necessário efinir os seus atributos, que poem variar e um para outro. Alguns atributos comuns para representar as pessoas incluem a iae, rena, sexo, história, para representar as empresas competem nos mercaos e incluir recursos, tamanho, tempo e ecisão e várias preferências estratégicas, como a tolerância ao risco. O próximo passo para continuar a moelagem é efinir os comportamentos os agentes. Comportamentos comuns incluem operações e planejamento. Algumas características incluem regras e ecisão para selecionar as ações, as capaciaes e aaptação para aprener com as experiências e as capaciaes perceptivas e perceber seus arreores. Casti (1998) efine basicamente ois níveis e regras o agente. Os primeiros são regras baseaas em agentes. Estas regras especificam como o agente respone a eventos e rotina. O seguno contém as "regras para muar as regras baseaas em agentes", que proporcionam aaptação, permitino que responam à muanças ao longo o tempo. Os agentes têm conjuntos e regras e ecisão que regem seus comportamentos. Estas regras permitem que os agentes interajam e se comuniquem com outros agentes, bem como para responer aos seus ambientes. O primeiro passo seguio pelos agentes é a avaliação o seu momento atual. O seguno passo é a execução as ações que eles têm escolhio e o terceiro passo é a avaliação os resultaos e suas ações e e aaptação as suas regras baseaas nos resultaos. Essas etapas poem ser realizaas com o uso e regras simples, regras complexas, técnicas avançaas, programas externos, ou mesmo subagentes aninhaos.

8 Introução o conceito e gestão transporte colaborativo Figura 2 - Exemplo e agentes o muno real. Fonte: North e Macal (2007) De acoro com o North e Macal (2007) o princípio básico a ABMS é: sistemas são maiores o que a simples soma e seus componentes, e fato, o comportamento o sistema emerge as inter-relações entre esses vários componentes. Caa um esses componentes tem seu próprio conjunto e regras e comportamentos, que lhes proporciona a capaciae e afetar em maior ou menor grau o comportamento global o sistema. Em geral, esses componentes são chamaos e agentes na literatura. Rocha (1999) e Banini et al. (2009) alertam que a noção e agente é controversa, uma vez que o termo "agente" tem sio utilizao por iferentes áreas a ciência. De acoro com Gilbert (2008) os agentes são partes istintas e um programa e computaor que são usaos para representar os atores sociais como pessoas iniviuais, organizações e tais empresas, ou organismos como Estaos-nação. North e Macal (2007) efinem agentes como componentes tomaores e ecisões em sistemas aaptativos complexos. Para eles, um agente é um inivíuo que tem um conjunto e atributos e comportamentos que poem ser efinios como o coração a ABMS. Algumas escrições incipiente contempla quatro características importantes para os agentes (WOOLDRIDGE e JENNINGS, 1995): autonomia: agentes operam sem a intervenção ireta e humanos ou outros, e tem algum tipo e controle sobre suas ações e estao interno; habiliae social: agentes interagem com outros agentes (e possivelmente humanos) através e algum tipo e linguagem e comunicação entre agentes; reativiae: agentes percebem o ambiente (que poe ser o muno físico, um usuário via uma interface gráfica, uma coleção e outros agentes, a internet, ou talvez toos esses combinaos), e responem e forma oportuna às muanças que ocorrem nele; pró-ativiae: agentes não agem simplesmente em resposta ao seu ambiente, pois eles são capazes e exibir comportamento goal-irecte por tomar a iniciativa. Gilbert (2008) efine meio ambiente como seno o espaço simulao, one um agente é encontrao com os elementos físicos e outros agentes. Seguno Banini et al. (2009), no contexto específico e simulação o ambiente normalmente é responsável por: refletir / gerenciar a estrutura o arranjo físico / social e too o sistema; incorporar, apoiar a regulamentação o acesso e objetos e partes o sistema que não são moelaos como agentes; apoiar a percepção o agente; manter a inâmica interna; efinir / aplicar as regras.

9 216 Silva et al. P&D em Engenharia e Proução, Itajubá, v. 10, n. 2, p , 2012 Ao contrário e outros paraigmas ou métoos e moelagem iscutias, há falta e uma efinição universal para o conceito-chave a ABMS (SCHIERITZ e MILLING, 2003; BORSCHCHEV e FILIPPOV, 2004). Para os autores, esta eficiência ocorre em função a iversiae e áreas e ciência que utilizam o conceito e agente. Apesar e sua importância, Jennings, Sycara e Woolrige (1998) argumentam que essa inefinição não representa um sério obstáculo para o progresso a técnica. Axelro (2006) vê nessa iversiae um os pontos fortes a ABMS, uma vez que permite aos pesquisaores estuar os problemas que ultrapassam os limites arbitrários entre suas isciplinas. Este autor apresenta os seguintes argumentos em favor esta perspectiva: ABMS poe resolver alguns problemas que são funamentais para muitas isciplinas; ABMS facilita a colaboração interisciplinar; ABMS fornece uma ferramenta útil multiisciplinar, quano a matemática é intratável; ABMS poem revelar a uniae entre as isciplinas. Bonabeau (2002) ientifica três benefícios o ABMS sobre outras técnicas e moelagem. O primeiro benefício é a capaciae e capturar fenômenos emergentes. Os fenômenos emergentes têm a característica que os tornam ifíceis e entener e prever. Em muitos casos eles poem ser contra-intuitivo. O outro benefício apontao é a capaciae e fornecer uma escrição natural o sistema. ABMS torna o moelo parecer mais próximo a realiae. Por exemplo, é mais natural para escrever como os clientes se movem em um supermercao o que equacionar a inâmica a ensiae e clientes. Finalmente, o terceiro benefício apontao é a flexibiliae e moelagem. ABMS também poe fornecer um quaro natural e ajuste a complexiae os agentes: o comportamento, o grau e racionaliae, a capaciae e aprener e evoluir, e as regras e interações. Outra imensão o ponto e flexibiliae é a capaciae e alterar os níveis e escrição e e agregação. Como outros métoos ABMS tem algumas limitações e esvantagens. A falta e efinições e consenso, já iscutias acima, poe fornecer um sério obstáculo à aopção o métoo e esenvolvimento. Uma consequência esta limitação é refletia nas ferramentas ABMS. Muitos eles não são amigáveis. Esse recurso foi muito importante para a popularização o métoo SD (System Dynamics). Como a maioria os teóricos equacionam moelos com moelos matemáticos, não é surpreenente que alguns eles sejam ifíceis e convencer sobre a conveniência e valor e uma simulação baseaa em agentes (AXELROD, 2006). Outro inconveniente importante o métoo é a grane exigência computacional a ABMS quano se trata e moelagem e sistemas e grane porte. ABMS abora um sistema não a nível agregao, mas a nível as suas uniaes constituintes. Neste caso, simulano o comportamento e toas as uniaes poe ser uma computação intensiva e, portanto, extremamente moroso (BONABEAU, 2002). Seguno Hölscher et al. (2007) uma forma e explicar mais iretamente seu uso ao problema logístico se á ao tratar caa contêiner, caminhão, empresa e navio como seno um agente autônomo, os quais tem regras a serem atenias e moo a alcançarem suas metas iniviuais (por exemplo: a meta o conêiner é sair a empresa A e chegar no estino B entro e Z ias). De posse estas informações, autonomamente, os agentes analisam as possibiliaes e atuação e fazem suas ecisões. Tal característica permite a criação e um sistema ecentralizao porém com autonomia. Como ilustração na Figura 3 consta exemplo simplificao o omínio a logística e transporte, conforme propõem Hölscher et al. (2007). Uma ree e transportes é um grafo no qual os nós representam localizações; ou seja, epósitos, one os pacotes (mercaorias) poem ser coletaos ou entregues. As arestas representam as conexões entre os epósitos. Caa aresta é rotulaa com o tempo que é necessário viajar ao longo a conexão que é representaa pela aresta. A Figura mostra um pequeno excerto a ree e transporte conteno epósitos nas ciaes e Dortmun, Bremen, Hamburg e Hanover. Caminhões e pacotes são moelaos como agentes autônomos. Instâncias esses agentes autônomos são representaas como nós especiais com ientificaores únicos. No exemplo apresentao a ree e transporte contém ois caminhões (1, 2) e um pacote (1). Os nós os caminhões são rotulaos com um número, que representa a quantiae e tempo

10 Introução o conceito e gestão transporte colaborativo que o caminhão poe estar se moveno. Neste caso o caminhão 1 é permitio mover-se por oito horas, enquanto o caminhão 2 poe mover-se por ezesseis horas (poe estar equipao com ois motoristas). Ambos os nós os caminhões estão conectaos a um nó retangular que está rotulao com um número e um ponto e exclamação. O número efine a capaciae e carga o caminhão, neste caso particular especificaa em tonelaas. O caminhão 1 tem capaciae e 6 tonelaas, e o caminhão 2 poe carregar ate 12 tonelaas. Figura 3 Ree e transporte representaa por um grafo. Fonte: Hölscher et al. (2007). O ponto e exclamação inica o nó o tour em curso. O nó o pacote é rotulao com um número que especifica seu peso. Ele também é conectao a um nó retangular o tour, o qual por sua vez, é conectao ao epósito que no momento etém o pacote. Analogamente o ponto e exclamação o nó o tour o caminhão inica o nó o tour o pacote e, a aresta rotulaa est conecta o nó o pacote com seu epósito e estino, isto é, o epósito ao qual o pacote eve ser entregue. Apesar e ser um novo conceito aplicao a problemas logísticos, as pesquisas efenem esta ferramenta proporciona um controle escentralizao e caeia e suprimentos, incluino o processamento a informação local, one os agentes poem passo a passo, tomar uma boa ecisão. No item seguinte será apresentao um protótipo e moelo para a resolução o problema e transporte este trabalho, consierano os agentes como autônomos e atuantes em um ambiente inâmico. 5. MODELO PROTÓTIPO DE RESOLUÇÃO DO PROBLEMA LOGÍSTICO DE TRANSPORTE MARÍTIMO Devio o problema e estuo ser bastante extenso, possuino iversas variáveis e agentes envolvios, não poe ser tratao como seno um problema e otimização. Seno assim, o moelo proposto tem por objetivo eterminar cenários que conjuguem formação e carga (composição e contêiner) por parte as empresas exportaoras e composição contêineres x navios bem como rotas e navegação, consierano atas, prazos, custos e transporte, tarifas portuárias e movimentação e carga, etc., e moo a reuzir o custo a caeia colaborativa, ou, o tempo, se for o interesse. Tais informações são obtias em função os volumes e carga movimentaos, o custo e locação e um contêiner, o valor o frete terrestre até o melhor porto para realizar tal movimentação, os valores as tarifas portuárias e o frete marítimo, bem como em função os custos marginais iniviuais as empresas ao permitirem atrasos ou aiantamentos na entrega e suas mercaorias aos estinatários. No esenvolvimento o moelo o comportamento o ambiente será consierao como inâmico, com emanas e transporte surgino aleatoriamente e exigino a alocação os proutos manufaturaos em contêineres. Estes precisam ser transportaos até o porto e origem para serem acomoaos em navios que se eslocam no espaço ao longo o tempo, completano o transporte marítimo. Para isso, tanto a carga (contêiner) como o meio e transporte (navio) serão consieraos como agentes autônomos, que tomam ecisões sobre a realização o melhor percurso compreenio entre a origem a carga e seu estino final, respeitano as restrições impostas, e moo a buscar uma solução viável para a ree logística.

11 218 Silva et al. P&D em Engenharia e Proução, Itajubá, v. 10, n. 2, p , 2012 Deve ser levaa em consieração a possibiliae e existência e fatores não-eterminísticos no processo, os quais obeecem a uma istribuição e probabiliae e ocorrência, interferino nas ecisões. Outro ponto a ser ressaltao é o conjunto e vantagens oferecio aos participantes a caeia colaborativa: para que aceitem alterações nas atas e carregamento e entrega aos seus clientes evem obter ganhos com a reução e frete resultante a conjugação e cargas; ou seja, os custos a colaboração evem ser inferiores aos custos e agirem iniviualmente. Assim, o moelo proposto eve contemplar uma sistemática e istribuição esses ganhos e moo a tornar atrativa a participação os empresários Consierações o moelo Frente à complexiae inerente aos fatores envolvios nas etapas a realização o transporte marítimo, é necessário aotar algumas consierações para a moelagem o problema: a) Transporte terrestre e granes volumes e cargas, alocaas em contêineres e 20 pés, que acomoam no máximo 24 tonelaas. b) Empresas exportaoras poem utilizar os contêineres iniviualmente ou em colaboração com outras empresas; portanto as cargas poem ou não ser fechaas. c) Transporte marítimo e granes volumes em contêineres. Navios não poem navegar vazios. ) Demana e transporte aleatória. e) Atuação inâmica os contêineres com a possibiliae e armazenamento os mesmos nos portos a rota utilizaa entre a origem e o estino a carga. f) Atuação inâmica os navios poeno ou não alterar suas rotas e navegação, passano ou não por portos pré-eterminaos Descrição o moelo A F4 apresenta as informações consieraas como entraas e saías para o moelo e transporte a mercaoria até o porto e origem. Inputs (lan transportation) Export orers (volume) Loa ate Cargo origin (inustry) Distance between inustries Distance between origin ports Distance between inustries an ports Delivery ate Delivery flexibility inex Final estination of the orer Available ship in the port with a route which contemplates the orer estination Unitary costs ( per km, per container, cargo hanling) Outputs (lan transportation) Decision about iniviual or coolaborative transportation untilthe origin port Origin port etermination Route etermination untilthe origin port Arrival ate etermination in the origin port Total cost E1 E3 E2 P1 P2 Figura 4 Informações e entraa e saía o moelo e transporte terrestre. Fonte: o autor. A busca e uma solução viável para o problema e transporte eve contemplar também a resolução o problema e roteirização os veículos, sejam eles caminhões ou navios. Na Figura 5 encontram-se as informações e entraa e saía o moelo para a realização o transporte marítimo: Poe-se estabelecer escrição o moelo inicialmente através a visão geral o processo apresentaa a seguir em seis etapas, completano-se com o fluxograma apresentao na Figura 6: a) As empresas, e forma inepenente e issociaa, realizam seus respectivos planos e negócio que tratam a vena e seus proutos manufaturaos. A partir esse plano as áreas e planejamento logístico passam a criar um plano e armazenagem e transporte. Nessa etapa, o moelo proposto

12 Introução o conceito e gestão transporte colaborativo interage com os planos iniviuais criano um planejamento colaborativo e transporte, inicialmente até o porto e origem, consierano atas e carregamento e entrega no estino bem como efinição os volumes. O transporte colaborativo inicia-se já nesta etapa. b) Realiza-se a roteirização o caminhão entre as empresas colaboraoras até o porto e origem. c) Verifica possibiliae e embarque imeiato no navio ou aguaro no pátio o porto. ) Navio verifica se há carga para embarque ou esembarque nos portos e sua rota e opta por atracar ou não nos mesmo. e) Uma vez embarcao, o contêiner poe seguir no mesmo navio iretamente até o porto e estino ou optar pelo escarregamento em algum porto a rota para obter melhor ata e chegaa no estino ou melhor custo, consierano a possibiliae antecipação ou postergação na entrega a mercaoria. A colaboração nesta etapa atinge não só os níveis e planejamento operacional, mas também as áreas iretamente ligaas às o negócio. As áreas e venas as empresas exportaoras everão concorar em aiantar ou atrasar entregas a seus clientes, optano por flexibilizar ou não as janelas e tempo. f) A sequência o moelo irá fechar o mecanismo propono um conjunto viável maximizao as rotas conjugaas. A programação o transporte será a execução o transporte os peios e exportação em carteira, buscano a minimização os custos e atenimento e atas, encerrano o ciclo. Inputs (maritime transportation) Export orers (volume) Loa ate Distance between estination ports Delivery ate Delivery flexibility inex Final estination of the orer Available ships in the port Scheule ships to moor in the ports Unitary costs (per mile, per courtyar, cargo hanling) Trips allocate to ships Outputs (maritime transportation) Boaring time Route etermination untilthe estination port Arrival ate etermination in the estination port Total cost P1 P3 P4 P 2 P5 Figura 5 - Informações e entraa e saía o moelo e transporte marítimo. Fonte: o autor. Com o resultao a aplicação o moelo espera-se uma colaboração efetiva entre as empresas, com economias e escala repassaas aos colaboraores no intuito e melhorar a eficiência a logística e o resultao econômico as empresas, como e fato propõe a aboragem e transporte colaborativo Comentários Ao analisar iversos cenários, o que será levano em consieração é a reução a conta frete e too o sistema. Isto é possível ao permitir a conjugação e cargas entre as empresas ao compor os contêineres, ao mesmo tempo em que utilizam o mesmo transporte terrestre até posicionar a carga no porto e origem, obteno maior poer e negociação e, por consequência, economia e escala. Também é possível obter a reução o frete com o transporte marítimo, buscano rotas e melhor custo-benefício e, ao permitir alterações nas atas e carregamento e escarregamento a carga no estino final. Na prática grane parte essas alterações e atas, principalmente e entregas, poerá ser realizaa sem qualquer aicional e custo porque o nível e serviço habitual não contempla janelas e tempo tão rígias para a entrega as cargas, principalmente em se tratano e exportação, quano há inúmeras variáveis no processo.

13 220 Silva et al. P&D em Engenharia e Proução, Itajubá, v. 10, n. 2, p , 2012 Início o processo Peios e exportação a empresa A Planejamento e transporte colaborativo Empresa A + Empresa B Peios e exportação a empresa B Roteirização transporte terrestre até o porto e origem Contêiner aguarano navio Definição o momento e embarque o contêiner no navio Decisão o navio e atracar ou não no porto Roteirização o navio conteno contêiner até o porto e estino a carga Decisão o contêiner em esembarcar em portos a rota em busca e melhores atas e custo Fim o processo Figura 6 - Fluxograma geral o moelo proposto Fonte: o autor. A conjugação e carga a princípio poe parecer um evento simples, mas na prática a combinação e inúmeras possibiliaes entre os colaboraores o sistema torna complexa a sua execução. Assim, para se obter êxito na resolução esse problema e transporte colaborativo faz-se inispensável a implementação e uma moelagem matemática estruturaa e moo que o sistema apresente uma solução factível e viável, com custo total final inferior ao custo obtio com as rotas formaas pelas empresas iniviualmente. 6. CONSIDERAÇÕES FINAIS Dentre os iversos elos existentes na composição a caeia logística, poe-se izer que a ativiae o transporte é uma as mais significativas a caeia, pois é através o transporte que é possível sincronizar a isponibiliae e matéria prima on time, in full nas uniaes fabris e os proutos finais nos centros e istribuição e posteriormente ao cliente final (SILVA, 2008). Dentro este contexto, portanto, o CTM tem sio utilizao a fim e possibilitar a sincronização a ree logística. Assim, consierano a relevância essa ferramenta e que existe emana pelo serviço e transporte marítimo por parte e empresas exportaoras, há necessiae e se pesquisar e moelar o problema e transporte aqui tratao, analisano os cenários possíveis que melhor interpretem as necessiaes as empresas, a fim e buscar o equilíbrio entre seus ganhos e peras. Como foi apresentao, a aboragem e Agentes Autônomos aplicaa a este tipo e problema poe ser uma boa ferramenta para se analisar os cenários e atuação as empresas exportaoras que necessitam escoar sua proução através o moal aquaviário. Daa a carência e pesquisa nesta área espera-se que este estuo possa ser útil como passo incipiente no esenvolvimento e uma ferramenta e auxílio às análises e tomaas e ecisões por parte os empresários. Portanto, para ar continuiae no estuo faz-se necessário equacionar o moelo

14 Introução o conceito e gestão transporte colaborativo matematicamente, esenvolver um critério e ecisão para istribuir os custos e benefícios entre os principais agentes envolvios no transporte colaborativo e testar os mesmos. A partir o moelo equacionao sugere-se implementar um cóigo computacional para a resolução o problema e transporte com base na teoria e agentes autônomos interagino em sistemas inâmicos. Feito isso, sugere-se simular operações em iferentes conições operacionais semelhantes às práticas empresariais a fim e testar o moelo e valiá-lo. AGRADECIMENTOS Esta pesquisa recebeu apoio financeiro o CNPq/Fapesc através o projeto nº (Pronex), a CAPES/DFG pelo projeto Bragecrim nº 2 e o Bremer Instituts für Prouktion un Logistik (BIBA), pertencente à Universiae e Bremen, Alemanha. REFERÊNCIAS AXELROD, R. Agent-base Moeling as a Brige Between Disciplines. In: TESFATSION, L.; JUDD, K. L. (E.). Hanbook of Computational Economics: Agent-Base Computational Economics. New York: North- Hollan. Cap.33. p , AXELROD, R.; TESFATSION, L. Guie for Newcomers to Agent-Base Moeling in the Social Sciences. In: Tesfatsion, L.; Ju, K. L. (E.). Hanbook of Computational Economics: Agent-Base Computational Economics. New York: North-Hollan. p , BANDINI, S.; MANZONI, S.; VIZZARI, G. Agent Base Moeling an Simulation: An Informatics Perspective. Journal of Artificial Societies an Social Simulation [S.I.], v. 12, n. 4, p. 4, BLOOS, MELANIE; KOPFER, HERBERT. On the formation of operational transport collaboration systems. Annals II LogDynamics International Conference (LDIC): Bremen, Alemanha, e agosto, BONABEAU, E. Agent-base moeling: methos an techniques for simulating human systems. Proc Natl Aca Sci U S A [S.I.], v. 99 Suppl 3, p , May 14, BORSHCHEV, A.; FILIPPOV, A. From System Dynamics an Discrete Event to Practical Agent Base Moeling: Reasons, Techniques, Tools. Annals The 22n International Conference of the System Dynamics Society. Oxfor, CARNIERI, CELSO; SIMIEMA, HÉLIO HIPÓLITO; MAZZAROTTO, MARCO ANDRÉ. Programa Integrao e Transporte e Soja. Anais... XVI Congresso a SBPO, Florianópolis, CASTI, J. Woul-Be Worls: How Simulation Is Changing the Worl of Science. New York: Wiley, GIESEN, RICARDO. MUNÕZ, JUAN CARLOS. SILVA, MARIELA. LEVA, MABEL. Métoo e solución al problema e ruteo e inventários e múltiples prouctos para uma flota heterogênea e naves. Actas el Congreso Chileno e Inginiería e Transportes, GILBERT, N. Agent-base moels. Los Angeles: Sage Publications. Quantitative applications in the social sciences, 153, GOMBER, P; SCHMIDT, C; WINHARDT, C. Elektronische Märkte für ie ezentrale Transportplanung. Wirstschaftsinformatik, v.39, n.2, p , GRÜNIG, R; KÜHN, R. Entscheiungsverfahren für komplexe Probleme. Ein heuristischer Ansatz. 2n eition, Berlin, Heielberg, New Your: Springer, HÖLSCHER, KARSTEN; KLEMPIEN-HINRICHS, RENATE; KNIRSCH, PETER; KREOWSKI, HANS-JORG; KUSKE, SABINE Autonomous units: basic concepts an semantic founation, In: Hülsmann, M.; Wint, Katja (e.) Unerstaning autonomous cooperation an control in logistics, German: Springer, JENNINGS, N. R.; SYCARA, K.; WOOLDRIDGE, M. J. A Roamap of Agent Research an Development. Autonomous Agents an Multi-Agent Systems [S.I.], v. 1, n. 1, p. 7-38, 1998.

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