OTIMIZAÇÃO DE UMA CADEIA LOGÍSTICA DE SUPRIMENTOS PARA DISTRIBUIÇÃO E ARMAZENAGEM DE UM PRODUTO ALIMENTICIO Marco Antonio Farah Caldas Professor Adjunto do Departamento de Engenharia de Produção da Universidade Federal Fluminense Rua Passos da Pátria, 156, sala 405, Prédio Novo Niterói, RJ. caldas@altavista.net Marcelo Maciel Monteiro Mestrando em Engenharia de Produção na Universidade Federal Fluminense Rua Passos da Pátria, 156, sala 405, Prédio Novo Niterói, RJ. mmaciel@altavista.net Abstract: This work develops and analyses two differents Supply Chain Designs for a food industry. Firstly, demand method of Multiple Regression is introduced for studying past and future demand pattern based on a actual set of data. Short term forecast was used in order to calibrate the Minimum Transportation Cost Matrix for the two designs. Finally a financial study determined de maximum opportunity cost for the proposed designs. Estratégia e Organizações Keywords: Supply Chain, Distribution Center, JIT 1.0 Introdução Este trabalho identifica, dimensiona e analisa financeiramente a implementação de diferentes configurações táticas para um determinado alimento enlatado para as redes de supermercado na Inglaterra. Os dados são obtidos através de um pré-estudo referente ao transporte, armazenamento e distribuição deste produto. Inicialmente, os modelos causais de demanda são calibrados para previsão da demanda pelo produto em quatro diferentes áreas de distribuição. Com o valor da demanda, as matrizes de transporte foram carregados com o objetivo de minimizar os custos de distribuição. Os processos de just-in-time com implementação de EDI e de entregas indiretas com a implementação de um CD (Centro de Distribuição) foram estudados. Finalmente um estudo financeiro decidiu pela melhor opção. 2.0 Objetivos O estudo objetivou: 2.1 Levantamento de dados relativos ao transporte e armazenamento de produtos. Calibração de 4 (quatro) modelos de Regressão Múltipla para determinação do comportamento das demandas para os 4 (quatro) mercados analisados.
2.2 Levantamentos dos custos e dos faturamentos envolvidos em dois tipos de operação logística: 2.2.1 Fábricas Mercados (JIT) com implementação de EDI. 2.2.2 Fábricas CD Mercados com implementação de um CD. 2.3 Análise financeira das duas opções acima. 3.0 Metodologia 3.1 Previsão de Demanda Modelos de regressão múltipla foram adotados nesta fase. O método dos mínimos quadrados determina o melhor estimador para estes modelos. A forma geral desses modelos é a seguinte: Y = β 0 + β1x 1 + β 2 X 2 +... + β n X n + e intercepto das funções β 0 Y Variação diária da demanda (variável dependente) β1, β 2, β 3... β n intercepto das funções X 1, X 2, X 3,..., X n e termo de erro da função variáveis indepedentes 4.0 Cálculo da Matriz de Fluxos e Custos da Cadeia Aqui foi usado o Modelo de Transportes (Moreira, D. 1989), para determinar os custos mínimos de distribuição do produto. O modelo tem como objetivo a minimização dos custos de transportes envolvidos na cadeia e segue a formulação abaixo. O Problema de Transporte, otimizará uma certa quantidade, que representa o que é enviado da fonte para o destino correspondente. Se chamarmos de Xij a essa quantidade, ou seja, ao total de mercadorias enviada da fonte i para o destino j, o que se busca é determinar os valores Xij tal que o custo total de transporte seja mínimo ou, seja, busca-se minimizar i j Cij Xij Há restrições que devem ser obedecidas, ao mesmo tempo em que se procura a minimização dos custos. Assim, por exemplo, a soma dos envios de uma fonte qualquer deve igualar a sua capacidade, ou seja: m j= 1 X ij = c i
Em outras palavras, a soma horizontal das quantidades existentes nas células é igual aos valores da ú1tima coluna, o que indica as capacidades das fontes. Ao mesmo tempo, os recebimentos em cada destino devem igualar a demanda nos destinos ou, de outra forma, a soma vertical das quantidades deve igualar os valores da ú1tima linha: n i= 1 X ij = d j Finalmente, exige-se também que Xij 0, ou seja, que os envios de mercadorias sejam positivos ou nulos. 5.0 Desenvolvimento da Cadeia 5.1 Análise de Demanda Neste modelo foi utilizado a ferramenta regressão do analisar dados do Excel. O conjunto de variáveis consideradas como pertinentes ao modelo foram divididas em variáveis dependentes e independentes. As variáveis independentes do modelo são : - Dados de transporte: unidades transportadas semanalmente entre armazéns de distribuição e mercados (somente por frota própria - aprox. 50% do total)- TRANSP; - Dados de consumo: turnover do produto (Número de unidades vendidas semanalmente /total semanal de pedidos) - TURN; - Dados de armazenamento: taxa de permanência do produto nos armazéns de distribuição (média semanal da área de ocupação do produto no armazém/área total disponível para o produto) - PERM. A variável DEMAND é a variável dependente do conjunto de variáveis independentes mostrado acima. O modelo final seguiu a seguinte configuração: Y = β + β X + β X + β X DEMAND 0 TRANSP TRANSP TURN TURN PERM PERM Executando a regressão, achamos a seguinte equação: Y = -2173,32 + 1,91 X + 73,87 X 82,17 X DEMAND TRANSP TURN PERM Através da análise estatística do modelo ( teste F = 646,59 ; student (t), os valores da variáveis dependentes determinados pela fórmula /t/ = 43,22/5,33/6,95 > t0 = 2,92; R 2 = 0,8037), pudemos afirmar que o modelo está validado. O seu desvio-padrão ficou em torno de 3026,07. Através da análise da demanda, foi possível acompanhar o comportamento das vendas, permitindo assim o projeto da rede de suprimentos. 5.1 Desenvolvimento da Rede Neste caso foi necessário desenvolver duas alternativas de distribuição, e elas são:
1 a Alternativa: A construção de um CD (Centro de Distribuição), localizado entre as duas fábricas e os quatro mercados respectivos. Os valores monetários são conversões para o Real. Os dados são: - Demanda Mensal do Produto = Média das Demandas mensais dadas na planilha; - Valor médio dos produtos = R$ 0.20/produto; - A variável TURN dada na planilha proporciona uma taxa de turnover = 2; - Existem dados relativos à custos (construção, diretos e indiretos de operação) de um armazém semelhante. Estes dados são apresentados em planilha anexa; - A construção será amortizada em 20 anos. - Os mercados são respectivamente responsáveis, em média, por 20%, 30%, 20% e 30% do total da demanda. Os estoques dos mercados somente tem capacidade para 1 semana de demanda. Os abastecimentos aos mercados são feitos todas as segundas-feiras. - Preço do produto = R$ 0,60 - Frete de R$ 0,05 por produto por viagem da fábrica para o armazém - Frete de R$ 0,15 por produto por viagem do armazém a cada mercado. O formato da rede foi dado assim: Fábrica 1 Fábrica 2 Armazém Central Mercado 1 Mercado 2 Mercado 3 Mercado 4 2 a Alternativa Fábrica 1 Fábrica 2 0,2 0,4 0,2 0,2 0,6 0,3 0,5 0,1 Mercado 1 Mercado 2 Mercado 3 Mercado 4
Os valores dos fretes acima são dados em reais por produto por frete Nesta alternativa de atendimento just-in-time, os mercados teriam que implementar o controle de EDI. Isto acarretaria um investimento em tecnologia. A implementação de EDI considera a instalação de EPOS (Eletronic Point of Sale) nos controles internos de caixas eletrônicos mais um sistema óptico integrado de leitura de código de barras acoplado com um sistema de gerenciamento de dados. Além disso, inclui o contrato com um provedor (VAN Value Added Network) para comunicação e controle de dados. O total de investimentos em EDI para fábricas e supermercados localizados dentro dos mercados 1, 2, 3 e 4 ( total de 50 supermercados mais as fábricas) é de R$3.000.000,00. Para escolher a melhor alternativa, foi necessário dividir o estudo em duas partes, a primeira parte foi composta pelo projeto dos dois tipos de redes e a segunda parte, foi a comparação financeira entre as duas alternativas. 1 a Parte: Projetar os dois tipos de redes Alternativa 1: Dimensionar o Armazém e Calcular os Custos 1 o Passo: Determinação da Demanda Média Mensal Através da demanda mensal dos últimos doze meses, pudemos calcular a demanda mensal média, que ficou em torno de 343.954 unidades. 2 o Passo: Dimensionar o Armazém Para dimensionar o armazém é necessário definir a fórmula matemática que definirá os espaços esperados para cada demanda mensal, e esta fórmula é a seguinte: Espaço (m 2 2 ) = DEMANDA ( unidades ) ( 1 ) 1 ( ) 0, 0336 ( m 2 0, 4 unidades ) 1 4 ( 0, 7 ) O terceiro fator foi calculado através dos dados fornecidos pelo estudo de caso, ou seja, dividindo o espaço cúbico do armazém pela quantidade de boxes existentes no armazém 3 1680m ( 2000 boxes) 3, tendo como resultado 0, 84m, sabendo-se que em cada boxe 1 boxe 3 cabe 25 latas, teremos 0, 0336 m, ainda falta transformar esta divisão para m 2, 1 unidade para isto dividiremos este último resultado pela altura do armazém (4 m), resultando no fator mostrado na fórmula de dimensionamento do espaço do armazém. Como condição para a construção do armazém, foi necessário dimensiona-lo para que coubesse 90% (noventa por cento) das demandas mensais possíveis. Através do ajustamento da curva da distribuição das demandas mensais, pode-se concluir que a Distribuição Normal era a que melhor se ajustava as demandas fornecidas. Portanto pudemos considerar que o espaço do armazém possuía uma Distribuição Normal (5159; 1346,82), e definimos que o espaço ótimo deveria satisfazer 90 % das possíveis demandas, e este espaço ficou em torno de Erro! Vínculo não válido. m 2.
3 o Passo: Calcular o custo mensal do armazém. De acordo com o espaço definido para o armazém, pudemos determinar o custo de armazenagem mensal, isto pode ser definido utilizando os dados fornecidos na tabela de custos de um armazém semelhante. Através da determinação de todos os custos diretos e indiretos, pode-se determinar o valor do custo mensal de armazenagem, que ficou em torno de R$ Erro! Vínculo não válido. por mês. 4 o Passo: Calcular o custo de transporte. O custo de transporte foi calculado através da taxa do frete utilizado entre as fábricas e o armazém, e entre este e o mercados. Deve-se considerar que foi necessário arbitrar a capacidade de produção de cada fábrica, que ficou em torno de 50% da demanda média mensal. Custos de Transporte = R$ 0,20. Demanda Mensal Média Custos de Transporte = R$ Erro! Vínculo não válido.,00 / mês 5 o Passo: Calcular o custo Total Custo Total = Custo Mensal de Armazenagem + Custo de Transporte Mensal Custo Total = R$ Erro! Vínculo não válido. / mês Alternativa 2: Desenhar o sistema de distribuição com EDI e sem Armazém Através da Matriz Transporte determina-se a melhor distribuição e o seu custo Para a alternativa de se distribuir diretamente da fábrica para os mercados temos a seguinte matriz ótima de transporte: Foi Considerado que cada fábrica produz 50% da demanda M1 M2 M3 M4 F1 0,2 20 0,4 0,2 20 0,2 10 50% F2 0,6 0,3 30 0,5 0,1 20 50% 20% 30% 20% 30% 100% O custo desta distribuição é: R$72.230,27 por mês, ou R$ 18.057,57 por semana. FÁBRICA 1 FÁBRICA 2 Mercado 1 Mercado 2 Mercado 3 Mercado 4
2 a Parte: Comparar financeiramente os dois projetos. Através do cálculo do VPL de cada um dos projetos, utilizando uma taxa de 12 % ao ano de custo de capital e uma estimativa de 35 % de Imposto de Renda, pudemos chegar ao valor de VPL de cada um dos projetos bem como o seu Payback Atualizado. O VPL para o primeiro projeto de rede, com a construção do armazém, ficou em R$Erro! Vínculo não válido., e o investimento estaria pago em 1 ano e 7 meses. Já o VPL para o segundo projeto de rede, introdução do EDI sem a construção do armazém, resultou em um valor negativo de R$ (405.500,68). Concluindo, o projeto de rede com a construção do armazém é mais vantajoso do que a alternativa da introdução do EDI. Demandas Semanais: Para calcular as demandas semanais para cada mercado, tivemos que tratar diferentemente cada alternativa, como mostrado nos dados abaixo: Alternativa1: (sem restrição de capacidade de armazenamento e carga/descarga): Caminhões carregados (TL TruckLoad) com capacidade de transportar até 10000 unidades do produto por viagem. Deve-se levar em consideração a taxa de turnover do armazém. Alternativa 2: (com restrição de armazenamento nos supermercados abastecimento de uma vez por semana e turnover = 0): Caminhões semi-carregados (LTL Less than TruckLoad) com restrição de vias de acesso ao supermercado (região metropolitana) com capacidade de transportar até 5000 unidades de produto por viagem. - Mercado 1 : 17198 unidades em 2 caminhões TL, 1 com capacidade total (10000 unidades e frete de R$ 1500,00) e o outro com aproximadamente 72 % da capacidade Total (7198 unidades e frete de R$ 1079,70). - Mercado 2 : 25797 unidades em 3 caminhões TL, 2 caminhões com capacidade total (10000 unidades cada e frete de R$ 1500,00 cada) e um terceiro caminhão com aproximadamente 58% da capacidade total ( 5797 unidades e frete de R$ 869,55). - Mercado 3 : 17198 unidades em 2 caminhões TL, 1 com capacidade total (10000 unidades e frete de R$1500,00) e o outro com aproximadamente 72 % da capacidade Total (7198 unidades e frete de R$ 1079,70 ). - Mercado 4 : 25797 unidades em 3 caminhões TL, 2 caminhões com capacidade total (10000 unidades cada e frete de R$ 1500,00 cada) e um terceiro caminhão com aproximadamente 58% da capacidade total ( 5797 unidades e frete de R$ 869,55).
6.0 Conclusão Este estudo de caso serviu para mostrar a importância do estudo logístico no desenvolvimento de uma cadeia de suprimentos, e como a otimização desta cadeia pode influenciar na lucratividade da empresa que produz o produto em questão. Somente em frete, foi gasto o equivalente a 1/3 do preço de venda do produto, que neste caso é semelhante ao custo do produto fabricado, deixando R$ 0,20 por produto, como lucro bruto para a empresa. Como sugestão, poderia se desenvolver um estudo mais profundo na empresa, levando-se em conta a cadeia de valor do produto a fim de minimizar os custos de produção e os custos dos fretes exercidos pela empresa. Mas com esta sugestão está fora do nosso escopo do nosso trabalho, é necessário limitar ao estudo feito anteriormente. O dimensionamento da cadeia, já serviu para atender as expectativas da empresa e dos seus clientes quanto a confiabilidade de entrega dos seus produtos, dando portanto mais competitividade ao seu produto. 7.0 Bibliografia Caldas, M.A.F. Preferência Revelada e Eficiência nas Relações Logísticas entre Fornecedores e Clientes. Pesquisa Operacional, Vol.16, N o 2, Páginas 119 130. Caldas, M.A.F. Redes Logísticas de Suprimento sob a Perspectiva de Mercados Desenvolvidos. VII Congresso Latino Americano de Pesquisa Operacional CLAIO, Rio de Janeiro, Agosto de 1996. Caldas, M.A.F., Cordeiro, F. e Junior, J., A Marketing-Logistic Appraisal of a Retailer-Distributor Company. Conference on a Management and Control of Production and Logistics, Campinas, Agosto de 1997. Moreira, Daniel A., Ädministração da Produção e Operações, Editora Pioneira, São Paulo, Pioneira, 1993. Ballou, Ronald H., Business Logistics Management, Editora Prantice-Hall International, New Jersey, 1992. Gitman, Lawrence J., Princípios de Administração Financeira,