PPFR: EFICAZ PROGRAMA PARA FORMULAÇÃO DE RAÇÕES M Garcia-Neto 1 1 Departamento de Apoio, Produção e Saúde Animal-Curso de Medicina Veterinária de Araçatuba/Unesp SP Brasil mgarcia@fmva.unesp.br INTRODUÇÃO A programação linear típica apresenta três componentes: 1-Requisitos/restrições nutricionais (i.e., ou =) e valores; 2-Matriz de ingredientes e nutrientes e suas limitações e 3-Preço dos Ingredientes, o qual permite a formulação de dietas de custo mínimo de forma rápida e satisfatória. PPFR A planilha eletrônica PPFR (Programa Prático para Formulação de Rações), desenvolvida a partir do programa WUFFDA (5), é utilizada para formulação de rações para várias categorias de animais (frangos de corte, poedeiras, codornas, peixes, bovinos de leite e corte, suínos, eqüinos e avestruzes) e também para formulação de suplementos vitamínicos e minerais, segundo o modelo linear (dietas de custo mínimo) e não linear (dietas de lucro máximo). O PPFR utiliza o software da planilha eletrônica Excel, sendo possível listar, introduzir, alterar ou eliminar dados e realizar cálculos, permitindo grande flexibilidade. Através deste recurso, o programa PPFR utiliza planilhas de dados designadas: Título - breve introdução e bibliografia do programa PPFR; Ingredientes - apresenta duas sessões: 1- Ingredientes ativos previamente selecionados para o cálculo e 2- Lista de várias opções de ingredientes; Nutrientes - são vários nutrientes, com possibilidade de acréscimo, se necessário; Formulação - utiliza a programação linear ou não linear para minimizar o custo da ração ou para otimizar o lucro; e outras planilhas de suporte (Análise de sensibilidade, Gráficos, Especificações da ração, Ficha de Mistura, Níveis de Inclusão) as quais são seguidas por outras planilhas de suporte para cálculo das exigências nutricionais em função da categoria animal. CÁLCULO DA RAÇÃO O cálculo da ração envolve três passos básicos: 1-Definir e selecionar pelas caixas de combinação (ex: ) na planilha Ingredientes quais os alimentos que poderão ser utilizados; 2- Determinar clicando a especificação da exigência nas opções disponíveis (ex: ), segundo o sexo e a fase (idade); 3- Formular a ração
com o uso da ferramenta Solver do software Excel, nas planilhas Formular não linear e/ou Formular linear, conforme o propósito. Pela flexibilidade e robustez, o PPFR (versão PL) é utilizado para fins didáticos e de pesquisa desde 2007, mas pode ser útil na rotina da indústria animal. Agora, com a versão PNL (1), amplia-se suas possibilidades de uso, mas ainda mantém sua praticidade, uma vez que o usuário tem completo acesso às funções e fórmulas, com fácil inspeção em todas as partes do processo de formulação. Sua robustez permite o uso de aminoácidos digestíveis (Proteína ideal), do princípio completo de Mongin (2) (Balanço e Relação eletrolítica), de várias unidades (%, ppm ou g/kg) e ainda, dentre os nutrientes apresentados constam os níveis de metais pesados da dieta. Finalmente, pode-se avaliar a ração quanto à sensibilidade de custo (recurso do Solver) para tomada de decisão, pelo custo sombra e de oportunidade. O Brasil é uns dos maiores produtores mundiais de carne e, assim, de ração balanceada. Portanto, a formulação de dietas é extremamente importante na economia do sistema de produção, que deseja desempenho, uniformidade, produtividade e maximização do lucro.
Figura 1. Planilhas do programa PPFR (Programa Prático de Formulação de Rações). In: (www.foa.unesp.br/downloads/ categoria.asp?catcod=4&subcatcod=138)
PRINCÍPIOS DO USO DO PPFR 1- A programação linear (PL) é uma poderosa ferramenta para ajudar o nutricionistaformulador na escolha de ingredientes para a formulação de uma ração. 2- Através da PL é possível uma combinação de ingredientes (ex: milho, farelo de soja, sal, premix) que atenda as exigências nutricionais em nutrientes dos animais (ex: PB, EM, Ca, P), com o menor custo (Ração de custo mínimo). 3- Caso haja alguma alteração no valor de um ingrediente, há agilidade em simular/realizar uma nova formulação. 4- Uma ração de custo mínimo necessariamente não irá permitir um lucro máximo (1 e 3). 5- PPFR e Solver a. Adição e Seleção de ingredientes - Abra a programa PPFR e clique na planilha ou no botão Ingredientes, e em cada caixa de combinação escolha, dentre os ingredientes disponíveis, o mais apropriado.
b. Confirme se os valores mínimos e máximos (em % ou kg) são adequados para este ingrediente.
c. Adição e Seleção de Exigências Nutricionais - Clique na planilha ou no botão Nutrientes, e na lateral direita selecione clicando, dentre os botões disponíveis, aquele que representa a exigência da categoria animal mais apropriada, sendo copiado automaticamente na lateral esquerda. Observe se todas as limitações (inferior e superior) são apropriadas, e se necessário, faça as devidas correções.
d. Formulação da ração: Excel 2003 ou anterior Clique na planilha ou no botão Formular e na seqüência: 1-opção Ferramentas, 2- Solver e finalmente em 3- Resolver. Agora deverá aparecer O solver encontrou uma solução. Todas as restrições e condições otimizadas foram atendidas. Caso contrário, há necessidade de checar nas planilhas Ingredientes e/ou Nutrientes a razão da não formulação. Aí está o maior desafio, pois o computador apenas calcula, mas o bom-senso, habilidade, criatividade e o conhecimento são do nutricionista-formulador, e esses atributos nenhuma máquina irá substituir.
Excel 2007 ou superior Obs.: Sempre habilitar as macros da planilha!
A PESQUISA OPERACIONAL E A TÉCNICA DE PROGRAMAÇÃO LINEAR e NÃO- LINEAR (4 e 6) - A Pesquisa Operacional é uma técnica matemática aplicada à tomada de decisões, visando otimização para economia de recursos limitados. - A capacidade de colocar um problema em termos matemáticos (modelagem), torna-se possível a realização de simulações. Sem a simulação o problema fica limitado ao chute, à sorte ou à direção cega. - A programação linear e não-linear é uma técnica matemática que auxilia na modelagem e formulação da tomada de decisões com base científica, com o objetivo de diminuir os custos e maximizar os lucros. - Os problemas de Pesquisa Operacional que utilizam modelos de Programação Linear e Não-Linear podem ser resolvidos com a utilização do software Solver ( aquele que resolve ). FUNCIONAMENTO DO SOLVER (6) - O Solver é bastante transparente e acessível ao usuário. - Basta digitar os valores de restrições na entrada e a fórmula válida para o processo em consideração. -O software calcula e encontra um valor ideal, que é apresentado na célula de destino na planilha utilizada (ex: o custo da ração). -O software também ajusta os valores nas células variáveis para chegar ao resultado desejado na célula de destino (ex: os % dos ingredientes da ração). - Pode-se aplicar ou especificar restrições automáticas aos valores que o programa venha utilizar. - O Solver fornece uma análise de sensibilidade da solução realizada. RESULTADOS DO SOLVER E SEUS RESPECTIVOS RELATÓRIOS - Existem três relatórios que são disponibilizados em três planilhas diferentes de: 1- Resposta; 2- Sensibilidade; 3- Limites.
INSTALANDO E EXECUTANDO O RECURSO SOLVER Para instalar o recurso Solver no Excel 2003 ou anterior, clique em Suplementos no menu Ferramentas e marque a caixa de seleção Solver. Clique em OK e o Excel instalará o recurso Solver. Após a instalação do suplemento, você poderá executá-lo clicando em Solver no menu Ferramentas. O Solver é um suplemento (suplemento: programa suplementar que adiciona comandos personalizados ou funcionalidades personalizadas ao Microsoft Office) do Microsoft Office Excel que fica disponível a partir do momento em que é instalado o Microsoft Office ou o Excel. No entanto, para ser utilizado no Excel, primeiro tem de ser carregado. No Excel 2007 1. Clique no Botão do Microsoft Office e, em seguida, clique em Opções do Excel. 2. Clique em Suplementos e, em seguida, na caixa Gerir, selecione Suplementos do Excel. 3. Clique em Ir. 4. Na caixa Suplementos Disponíveis, selecione a caixa de verificação Suplemento Solver e clique em OK. Sugestão: Se o Suplemento Solver não aparecer na lista Suplementos disponíveis, clique em Procurar para localizar o Solver. Se aparecer uma mensagem com a indicação de que o Suplemento Solver não está instalado no computador, clique em Sim para instalar. 5. Depois de carregar o Suplemento Solver, o comando Solver ficará disponível no grupo Análise do separador Dados.
MACROS- automatizam planilhas do Excel Para alterar as definições de segurança de macros do Office XP 1. No menu Ferramentas, selecione Macro e clique em Segurança. É apresentada a caixa de diálogo Segurança. 2. Clique no separador Nível de Segurança. 3. Clique na opção Médio. Quando a segurança de macros for definida como Médio, o Excel apresenta uma caixa de diálogo a perguntar se pretende ativar as macros. 4. Saia e reinicie o programa do Office e execute a macro. http://office.microsoft.com/ptpt/help/ha010429522070.aspx Ou no Excel 2007 Opções do Excel. Clique no Botão do Microsoft Office e clique em Opções do Excel. Na categoria Central de Confiabilidade, clique em Configurações da Central de Confiabilidade e selecione a categoria Configurações de Macro. Obs.: Qualquer alteração feita na categoria Configurações de Macro no Excel apenas será aplicada ao Excel e não afetará nenhum outro programa do Microsoft Office. http://office.microsoft.com/pt-br/excel/hp100969191046.aspx
ANÁLISE DE SENSIBILIDADE Para efetuar a análise de sensibilidade, clique em "Resolver" (Parâmetros do Solver) e posteriormente, em "Sensibilidade" (Resultados do Solver) e finalmente em "OK". Exemplo de relatório de saída:
Preço sombra (Permissível Decréscimo) para o óleo de soja: 1,8-0,093 = 1,707. Assim, o preço viável (máximo) do óleo de soja, para entrar na formulação da ração, seria R$ 1,707. ANÁLISE DE SENSIBILIDADE - A caixa de diálogo "Resultados do Solver" permite que sejam escolhidos relatórios de saída do solver. Ao escolher Resposta o Excel inclui a planilha Relatório de Resposta, contendo os valores da função objetivo, restrições e variáveis. A seleção do item Sensibilidade gera um relatório contendo o custo reduzido das variáveis, o preço sombra das restrições e os limites de acréscimo/decréscimo nas variáveis e restrições que mantêm a base atual (variáveis não nulas) como ótima. A opção Limites cria um relatório contendo a contribuição de cada variável no valor final da função objetivo.
DICAS 1 Ocasionalmente, quando o Microsoft Excel apresentar a mensagem que o Solver32.dll não está disponível, há necessidade de reinstalar o Solver, para tanto: No menu Ferramentas, selecione Suplementos, retire a opção Solver e clique OK, em seguida, selecione a opção Solver e clique OK. Assim o solver será reinstalado.
2 Automatizando o Solver em seu computador A automatização do Solver é um processo que deve ser realizado pelo próprio usuário, devido às particularidades de cada computador, em relação à edição e versões do Excel e do Solver. Para tanto, basta atribuir uma função macro (processo para evitar a repetição manual de comandos) para executar automaticamente o Solver na planilha Formular do PPFR, a saber: 2.1. Gravar uma Macro - No menu Ferramentas, selecione Macro e clique a opção Gravar nova macro... Em seguida, na janela Gravar Macro escolha um nome (sem espaço) para a nova macro ou aceite a sugestão do programa. Preencha a tecla de atalho, preferencialmente, com uma letra maiúscula para não sobrepor comandos pré-existentes (ex: Ctrl c ) e clique OK. Tudo o que for feito daí para frente será gravado. Assim, execute o Solver da forma tradicional, ou seja: Ferramentas Solver Resolver Ok. Imediatamente após esta seqüência, no menu Ferramentas, selecione Macro e clique a opção Parar gravação.
2.2. Há necessidade de criar um botão para a nova macro, executando a seqüência: Exibir Barras de ferramentas Formulários, clique no ícone do Botão (o cursor vira um símbolo + ). Escolha o local mais adequado para o botão de comando, clicando com o lado esquerdo (e mantendo pressionado/destros) do mouse para definir o tamanho do botão. Automaticamente irá surgir uma janela com as opções de macros existentes, escolha a macro recém criada e clique Ok.
2.3. Finalmente execute a seqüência: Ferramentas Macro Macros..., selecione a macro do Solver (recém criada) e clique em Editar No menu Ferramentas, selecione Referências... e clique a opção Solver e OK. Feche a caixa de comando e teste seu Solver automatizado.
CONCLUSÃO A formulação de rações apresenta grande complexidade por envolver muitas opções de alimentos (ingredientes) e também por atender as exigências de números elevados de nutrientes e restrições. Contudo, o que manualmente seria extremamente difícil, com o uso do programa de computador PPFR a formulação é precisa e ágil para todos os ajustes desejados. BIBLIOGRAFIA 1. BOGHI, C. & SHITSUKA, R. Aplicações Práticas com Microsolt Office Excel 2003 e Solver. São Paulo: Érica, 2005, 264p. 2. GUEVARA, V.R. Poultry Science 2004; 83(2): 147-151 Disponível em: http://tarwi.lamolina.edu.pe/~vguevara/vguevarap0420147.pdf 3. MONGIN, P. Proceedings of the Nutrition Society 1981; 40(3): 285-294 Disponível em: http://journals.cambridge.org/download.php?file=%2fpns%2fpns40_03%2fs0029665181000499a.pdf&code=c36dd637109d3 077d69390f92ddf4fcd 4. MOORE, J.H. & WEATHERFORD. Tomada de Decisão em Administração com Planilhas Eletrônicas. 6.ed. Porto Alegre: Bookman, 2008. 643p. 5. PENZ Jr, A.M. VI Encontro Mercolab de Avicultura 2008. Disponível em: http://www.mercolab.com.br/ Palestras/Dr._MarioPenz.ppt 6. ROSTAGNO, H.S. et al. 2.ed. Viçosa: UFV, Departamento de Zootecnia, 2005. 186p. Disponível em: http://www.lisina.com.br/arquivos/geral%20português.pdf 7. WUFFDA Disponível em: (http://pubs.caes.uga.edu/ caespubs/es-pubs/wuffda.htm)