DECISÕES DE LOCALIZAÇÃO DE INSTALAÇÕES. Mayara Condé Rocha Murça TRA-53 Logística e Transportes

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1 DECISÕES DE LOCALIZAÇÃO DE INSTALAÇÕES Mayara Condé Rocha Murça TRA-53 Logística e Transportes Outubro/2013

2 Introdução Estratégia de estoque Previsão Fundamentos de estocagem Decisões de estocagem Decisões na programação de compras e de suprimentos Objetivos do serviço ao cliente O Produto Serviços logísticos Sistemas de informação Estratégia de transporte Fundamentos de transporte Decisões de transporte Estratégia de localização Decisões de localização O processo de planejamento da rede

3 Introdução Decisões sobre localização envolvem a determinação do NÚMERO, do LOCAL e da CAPACIDADE das instalações fixas que compõem os pontos nodais da rede da cadeia suprimentos, onde os produtos param temporariamente a caminho do consumidor

4 Introdução O problema do planejamento da rede Conjunto de localizações potenciais de instalações (nós)

5 Introdução O problema do planejamento da rede Conjunto de fluxos possíveis (arcos)

6 Introdução O problema do planejamento da rede Selecionar os nós e os arcos que minimizam o custo total

7 Introdução O problema do planejamento da rede

8 Classificação dos problemas de localização Algumas categorias utilizadas na classificação dos problemas de localização: Força direcionadora Fábrica ou armazém: fatores econômicos como custos de transporte (de entrada e de saída) Varejo: capacidade de geração de receita Serviços: facilidade de acesso Número de instalações Única: custos de transporte são, em geral, o fator mais importante Múltiplas: consideração de forças competitivas, divisão de demanda entre instalações, etc

9 Classificação dos problemas de localização Algumas categorias utilizadas na classificação dos problemas de localização: Descontinuidade das escolhas Métodos contínuos: exploram todas as localizações possíveis ao longo de um espaço contínuo para realizar a escolha Métodos discretos: levantam opções viáveis e escolhem a melhor opção dentro deste conjunto Grau de agregação dos dados Elevada agregação: redução da precisão Escassa agregação: difícil manipulação

10 Classificação dos problemas de localização Algumas categorias utilizadas na classificação dos problemas de localização: Horizonte de tempo Métodos estáticos: usam dados de um único período Métodos dinâmicos: planejam a localização considerando vários períodos de tempo

11 Localização de instalação única Método do centro de gravidade (modelo estático de localização contínua) Fatores de localização: Tarifa de transporte Volume de processamento nos pontos de suprimento ou demanda Objetivo: Minimizar o custo total de transporte

12 Localização de instalação única Método do centro de gravidade (modelo estático de localização contínua) Min TC Vi Ri di i TC = custo total de transporte Vi = volume no ponto i Ri = taxa de transporte até o ponto i di = distância da instalação a ser localizada até o ponto i

13 Localização de instalação única A localização da instalação é encontrada por: X i i V R X i i i i V R d i i i d Y i i V RY d i i i i V R d i i i 2 2 d K X X Y Y i i i XY, = coordenadas da instalação localizada Xi, Yi = coordenadas dos pontos de suprimento e demanda

14 Localização de instalação única Exemplo:

15 Localização de instalação única Exemplo: Ponto i Produto Volume total movimentado (cwt) Taxa de transporte ($/cwt/milha) 1 P1 A , P2 B , M1 A e B , M2 A e B , M3 A e B , Xi Yi

16 Localização de instalação única Procedimento iterativo para obter a solução: 1. Determinar as coordenadas X, Y para cada ponto de fonte e demanda, juntamente com os volumes e as tarifas lineares de transporte 2. Aproximar a localização inicial do centro de gravidade omitindo os termos de distância: X i i V R X i i i VR i i Y i i V RY i i i VR i i

17 Localização de instalação única Procedimento iterativo para obter a solução: 3. Usando a solução da etapa 2, calcular di 4. Obter as coordenadas X e Y revisadas, considerando di 5. Recalcular di a partir das coordenadas revisadas obtidas no passo anterior 6. Repetir as etapas 4 e 5 até que as coordenadas X e Y estabilizem

18 Localização de instalação única Resultados do processo iterativo: Iteração Coordenada X Coordenada Y Custo total ($) 0 5,160 5, ,00 1 5,038 5, ,22 2 4,990 5, ,11 3 4,966 5, ,14 4 4,951 5, ,69 5 4,940 5, ,44 6 4,932 5, ,30 7 4,927 5, ,23 8 4,922 5, ,19 9 4,919 5, , ,917 5, , ,915 5, , ,910 5, ,14

19 Localização de instalação única Os modelos de localização apenas proporcionam diretrizes de solução, já que partem de hipóteses bastante simplificadoras da realidade

20 Localização de instalação única Hipóteses simplificadoras em modelos de localização de instalação única: Volumes de demanda concentrados em um ponto Não considera os custos de capital, de mão-de-obra, de manutenção de estoques e de serviços necessários para operacionalizar a instalação Tarifas de transporte lineares Presume rotas de linha reta entre a instalação e os outros pontos da rede Não é um modelo dinâmico, capaz de refletir mudanças futuras em receitas e custos

21 Localização de instalações múltiplas Aumento de complexidade do problema de localização: Instalações não podem ser tratadas como independentes em termos econômicos Grande número de configurações viáveis

22 Localização de instalações múltiplas Em geral, os problemas são tratados por: Métodos exatos Simulação Heurísticas

23 Localização de instalações múltiplas O problema mais comum de localização de instalações múltiplas é o problema de localização de armazém: Quantos armazéns a rede da cadeia de suprimentos deveria ter? Qual deveria ser sua capacidade e em que ponto deveriam localizar-se? De quais pontos de demanda cada armazém deveria ficar encarregado? Que armazéns deveriam ser atribuídos a cada fábrica ou fornecedor? Quais produtos deveriam ser estocados em qual armazém? Quais produtos deveriam ser embarcados diretamente das fábricas ou dos fornecedores?

24 Localização de instalações múltiplas Exemplo: Considere a seguinte rede logística: Dois produtos em demanda por três clientes Cada cliente só pode ser atendido por um armazém Pode-se optar entre dois armazéns Duas fábricas podem ser utilizadas para abastecer os armazéns

25 Planta P1 Produção: $4/cwt Capacidade: cwt Planta P2 Produção: $4/cwt Capacidade: ilimitada $5/cwt $1/cwt $4/cwt PRODUTO 1 Armazém W1 Manuseio: $2/cwt $2/cwt Armazém W2 Manuseio: $1/cwt $4/cwt $2/cwt $3/cwt $1/cwt $5/cwt $2/cwt Cliente C1 Demanda: cwt Cliente C2 Demanda: cwt Cliente C3 Demanda: cwt Armazém W1 Custo operacional fixo: $ /ano Capacidade: cwt/ano Armazém W2 Custo operacional fixo: $ /ano Capacidade: ilimitada Planta P1 Produção: $3/cwt Capacidade: cwt Planta P2 Produção: $2/cwt Capacidade: ilimitada $5/cwt $1/cwt $4/cwt PRODUTO 2 Armazém W1 Manuseio: $2/cwt $2/cwt Armazém W2 Manuseio: $1/cwt $3/cwt $3/cwt $2/cwt $2/cwt $4/cwt $3/cwt Cliente C1 Demanda: cwt Cliente C2 Demanda: cwt Cliente C3 Demanda: cwt

26 Localização de instalações múltiplas Exemplo: Determinar: Qual(is) dos armazéns deve(m) ser usado(s)? De que maneira atribuir a demanda dos clientes aos armazéns? Como atribuir os armazéns às fábricas?

27 Localização dinâmica de armazém Padrões de demanda e custos mudam com o passar do tempo Devemos variar de configuração em configuração ao longo de um horizonte de planejamento a fim de manter uma configuração ótima com o correr do tempo Como isso pode ser feito?

28 Localização dinâmica de armazém Encontrar as melhores localizações de armazém usando as condições presentes e aquelas projetadas para um determinado ano no futuro e adotar uma localização ponderada Encontrar e implementar a melhor configuração presente e, a cada ano, à medida que os dados se tornam disponíveis, encontrar uma nova configuração ótima. Se as economias forem maiores que os custos da mudança, implementar a nova configuração Determinar o caminho de configuração ótima ao longo do tempo, ou seja, o caminho que indica quando as mudanças devem ser realizadas e como devem ser feitas

29 Localização dinâmica de armazém Exemplo: Uma fábrica situada em Granville despacha seus produtos para vários mercados em 5 cidades dos EUA a partir de um armazém único Projeta-se ao longo dos anos um aumento de demanda em direção à região oeste do país Foram calculadas as localizações do armazém para cada um dos próximos 5 anos com base no método do centro de gravidade, bem como os lucros associados Deseja-se encontrar o melhor plano de localização para os próximos 5 anos, sabendo-se que o custo da mudança de local é de $ (em qualquer um dos anos) e que o custo de capital é de 20% ao ano

30 Localização dinâmica de armazém Chardon Granville A Stanton E D Morton C B Concordia Arlington

31 Localização dinâmica de armazém Projeção de lucros para cada localização em cada ano do horizonte de planejamento: Alternativas de localização do armazém Anos a partir do atual 1º 2º 3º 4º 5º A B C D E

32 Localização de varejo/serviços Em contraste com a localização de fábricas e armazéns, a localização de pontos de varejo e de centros de serviços passa a incluir outros fatores determinantes, como o potencial de receitas e a facilidade de acesso Como abordar esses problemas?

33 Localização de varejo/serviços Análises qualitativas e métodos multicritério

34 Localização de varejo/serviços Análises qualitativas e métodos multicritério

35 Localização de varejo/serviços Modelo de interação espacial (modelo de Huff) Usado para determinar o poder de atração de um local Baseado na lei da gravitação universal S T E P C C a ij ij i j ij a Sj Tij i Eij = demanda esperada do centro populacional i que será atraída para o local de varejo j Pij = probabilidade de deslocamentos de clientes do centro populacional i para o local de varejo j Ci = demanda dos clientes no centro populacional i Sj = tamanho do local de varejo j Tij = tempo de viagem entre o centro populacional i e o local de varejo j a = parâmetro estimado empiricamente

36 Localização de varejo/serviços Modelo de interação espacial (modelo de Huff) Sj pode incluir outros fatores de atração: Dimensões do local de varejo Disponibilidade de estoque Promoções Preço Disponibilidade de estacionamento Tij pode incluir outros fatores de repulsão: Distância Tempo de acesso Congestionamentos Limitações de acesso

37 Localização de varejo/serviços Modelo de interação espacial (modelo de Huff) Exemplo: Área de vendas (10³ ft²) RA 500 RB 1000 Potencial de vendas C1 C2 C3 $ 10 milhões $ 5 milhões $ 7 milhões RA local de um shopping center em funcionamento RB local projetado para um novo shopping center C1, C2 e C3 clientes

38 Localização de varejo/serviços Modelo de interação espacial (modelo de Huff) Exemplo:

39 Localização de varejo/serviços Modelo de interação espacial (modelo de Huff) Como se distribuiria a demanda da RMSP caso fosse construído um novo aeroporto? SÍTIOS POTENCIAIS

40 Localização de varejo/serviços Modelo de interação espacial (modelo de Huff) Como se distribuiria a demanda da RMSP caso fosse construído um novo aeroporto? IDENTIFICAÇÃO DOS CLIENTES ESTUDO DE PREFERÊNCIAS

41 Localização de varejo/serviços Modelo de interação espacial (modelo de Huff) Como se distribuiria a demanda da RMSP caso fosse construído um novo aeroporto? DETERMINAÇÃO DOS FATORES DE ATRAÇÃO E DE REPULSÃO Fator de atração: Disponibilidade + Frequência Fator de repulsão: Tempo de acesso

42 Localização de varejo/serviços Modelo de interação espacial (modelo de Huff) Como se distribuiria a demanda da RMSP caso fosse construído um novo aeroporto? RESULTADOS

43 Localização de varejo/serviços Existem diversos outros métodos que podem ser utilizados para resolver problemas de localização de varejo ou serviços, tais como: Regressão (Ex: previsão de receitas de um local de varejo) Modelos de cobertura (Ex: localizar serviços de emergência) Teoria dos jogos (Ex: localizar instalações concorrentes entre si) Programação matemática (exemplos a seguir)

44 Localização de varejo/serviços Exemplo 1: Localização de pontos de negócio de um banco Se uma empresa estabelece um ponto principal de negócios em qualquer município, pode também estabelecer agências ali e nos municípios adjacentes Quais os municípios mais indicados para a instalação de um número mínimo de PPN de forma a cobrir toda a região com o serviço bancário?

45 Localização de varejo/serviços Exemplo 1: Localização de pontos de negócio de um banco V.D. 1, se for para localizar um PPN no municipio i 0, c.c. F.O. Min x x... x S.A. x i x1 x2 x12 x16 1 (Ashtabula) x1 x2 x3 x12 1 (Lake) x11 x14 x19 x20 1 (Carroll) x i bin

46 Localização de varejo/serviços Exemplo 2: Localização de serviços de emergência médica em uma região metropolitana Meta principal: Garantir que nenhum paciente potencial gaste mais do que 10 minutos em trânsito para ser levado para um centro de emergência Qual é o número mínimo de salas de emergência e em que pontos devem localizarse?

47 Localização de varejo/serviços Exemplo 2: Localização de serviços de emergência médica em uma região metropolitana V.D. 1, se o local i abrigar um centro de emergencia 0, c.c. F.O. Min x x... x S.A. x i x1x2 1 (atendimento da vizinhanca A) x1 x2 x6 1 (atendimento da vizinhanca B) x2 x5 x6 1 (atendimento da vizinhanca F) xi bin