Thomas de Campos Tsuchida. Modelagem da localização de pólos de venda de derivados de petróleo. Dissertação de Mestrado (Opção Profissional)

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1 Thomas de Campos Tsuchida Modelagem da localização de pólos de venda de derivados de petróleo Dissertação de Mestrado (Opção Profissional) Dissertação apresentada como requisito parcial para obtenção do título de Mestre pelo Programa de Pós- Graduação em Engenharia Industrial da PUC-Rio. Orientador: Silvio Hamacher Co-orientador: Leise Kelli de Oliveira Rio de Janeiro Agosto de 2008

2 Thomas de Campos Tsuchida Modelagem da localização de pólos de venda de derivados de petróleo Dissertação apresentada como requisito parcial para obtenção do título de Mestre pelo Programa de Pós- Graduação em Engenharia Industrial da PUC-Rio. Aprovada pela Comissão Examinadora abaixo assinada Prof. Silvio Hamacher Orientador Departamento de Engenharia Industrial PUC-Rio Leise Kelli de Oliveira Co-Orientadora Webb Negócios S/A Nélio Domingues Pizzolato Departamento de Engenharia Industrial PUC-Rio Madiagne Diallo Departamento de Engenharia Industrial PUC-Rio Prof. José Eugênio Leal Coordenador(a) Setorial do Centro Técnico Científico PUC-Rio Rio de Janeiro, 25 de agosto de 2008

3 Todos os direitos reservados. É proibida a reprodução total ou parcial do trabalho sem autorização do autor, do orientador e da universidade. Thomas de Campos Tsuchida Graduou-se em Engenharia de Produção pela Universidade de São Paulo em Atua desde 2003 na Petrobras S.A. com planejamento logístico de médio e longo prazo, com ênfase na análise técnica e financeira de projetos e investimentos em infra-estrutura e desenvolvimento de soluções logísticas. Participou da equipe ganhadora do 1º. Desafio do Conhecimento Logístico promovido pela Cebralog. Tsuchida, Thomas de Campos Ficha Catalográfica Modelagem da localização de pólos de venda de derivados de petróleo / Thomas de Campos Tsuchida ; orientador: Silvio Hamacher; co-orientador: Leise Kelli de Oliveira f. : il. ; 30 cm Dissertação (Mestrado em Engenharia Industrial) Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, Inclui bibliografia 1. Engenharia Industrial Teses. 2. Localização. 3. Pontos de venda. 4. Derivados de petróleo. 5. Programação linear. I. Hamacher, Silvio. II. Oliveira, Leise Kelli de. III. Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro. Departamento de Engenharia Industrial. IV. Título. CDD: 658.5

4 Agradecimentos À Petrobras pela confiança depositada e por possibilitar meu desenvolvimento. Ao meu orientador, Silvio Hamacher, pelo direcionamento nas horas incertas. À minha co-orientadora, Leise Kelli de Oliveira, pelo apoio e incentivo nos momentos de dificuldade e pela amizade sincera. À PUC-Rio pelos ensinamentos que levarei. Aos meus pais, que me criaram e ensinaram a ser o que sou hoje. À minha irmã que, apesar de bastante ocupada, me ajudou durante todo o desenvolvimento deste trabalho. À minha namorada, que me deu ânimo novo para realizar este trabalho. Aos meus gerentes por apoiarem meu desenvolvimento. A todos os meus colegas de Petrobras, Max, Ângelo, Futino, Adriano, pela ajuda em todas as etapas. A Deus, por me dar paciência para superar os momentos difíceis.

5 Resumo Tsuchida, Thomas de Campos. Modelagem da localização de pólos de venda de derivados de petróleo. Rio de Janeiro, p. Dissertação de mestrado Departamento de Engenharia Industrial, Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro. A correta localização de novas instalações na distribuição de produtos as empresas ajuda a atingir melhores níveis de serviço e obter maiores receitas. Este trabalho propõe um modelo matemático de programação linear para determinar a melhor localização de um ponto de venda de derivados de petróleo, dentro de um conjunto de locais candidatos, que possibilite aumento de rentabilidade para o Sistema Petrobras. Considerando-se a atual infra-estrutura desse Sistema, o modelo desenvolvido foi aplicado aos Municípios da região Sul do Brasil com maiores demandas de gasolina e de diesel, representantes de parcela significativa da demanda total brasileira. O modelo foi aplicado para diversos preços para os pólos candidatos, tendo apresentado resultados coerentes. Palavras-chave Localização; pontos de venda; derivados de petróleo; programação linear.

6 Abstract Tsuchida, Thomas de Campos. Location Models Applied to the Optimization of Distribution Centers of an Oil Company. Rio de Janeiro, p. MSc. Dissertation Departamento de Engenharia Industrial, Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro. The right location of new structures on product distribution helps companies to achieve better service levels and have higher profits. This work proposes a linear programming model to locate an oil products distribution center, among a universe of eligible places, that enhances profitability to Petrobras. Considering the present infrastructure, the model was applied to districts in the South of Brazil with greater consumption of gasoline and diesel, that represents expressive part of all Brazilian demand of oil products. The model was applied with different prices at the new structures and the results were coherent. Keywords Location, distribution centers, oil products, mathematical programming,

7 Sumário 1. Introdução Objetivo geral Objetivos específicos Justificativa Limitações do estudo Estrutura do trabalho Modelos de localização Modelos clássicos de localização Modelos de cobertura Modelo de p-centro Modelo de p-mediana Modelo de custo fixo de instalação Modelos de p-dispersão Modelos de MAXISUM Modelos de hub Algumas aplicações O Sistema Petrobras Sistema Petrobras Refinaria Terminal Bases de distribuição Logística de distribuição Formação de preços Definição do problema Metodologia atual e metodologia analisada Metodologia do Sistema Petrobras 49

8 4.2. Metodologia proposta Modelagem genérica Modelagem proposta Ganhos auferidos Aplicação da modelagem proposta na localização de uma base de distribuição de derivados Levantamento das informações Infra-estrutura considerada Investimento para construção do novo pólo Custos de transferência Custos operacionais Custos de distribuição Oferta Demanda Preços Ferramenta utilizada Resultados Conclusões e recomendações Conclusões Recomendações Referências bibliográficas 77 Anexo I Custo de transferência entre um pólo existente para um pólo candidato 80 Anexo II Custos rodoviários de entrega dos pólos aos municípios 81 Anexo III Demanda dos municípios 106

9 Lista de Figuras Figura 1 Refinarias do Sistema Petrobras 41 Figura 2 Terminais do Sistema Petrobras 43 Figura 3 Logística de distribuição do Sistema Petrobras 45 Figura 4 Rede esquemática da situação atual 51 Figura 5 Rede esquemática da situação proposta 53 Figura 6 Refinarias e pólos de venda atuais 60 Figura 7 Refinarias e pólos existentes e candidatos 61 Figura 8 Infra-estrutura logística da região Sul utilizada no estudo 62 Figura 9 Fluxo de caixa do investimento em novo pólo de vendas 63 Figura 10 Fluxo de suprimento e área de influência dos pólos existentes 69 Figura 11 Área de influência dos pólos para α igual a R$ 25,00 e R$ 35,00 73 Figura 12 Área de influências dos pólos para α igual a R$ 30,00 74

10 Lista de Gráficos Gráfico 1 Fluxo máximo encontrado e fluxo necessário para um novo pólo de vendas por valor de α 71 Gráfico 2 Investimento anual máximo necessário para viabilizar um novo pólo 72

11 Lista de Tabelas Tabela 1 Distribuição dos investimentos pelos anos 62 Tabela 2 Custos de transferência das refinarias para os pólos de venda existentes 63 Tabela 3 Custos operacionais dos pólos de venda 64 Tabela 4 Produção das refinarias 65 Tabela 5 Custo de produção das refinarias 66 Tabela 6 Preço nos pólos de venda existentes 66 Tabela 7 Preço nos pólos candidatos para α igual a R$ 10,00 67 Tabela 8 Fluxos para os pólos existentes 69 Tabela 9 Fluxos nos pólos para α igual a zero 70