Abordagens de otimização para transporte, armazenagem, esmagamento e refino em empresas do complexo agroindustrial da soja no Brasil

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Autor(a) principal: Amaral, Mônica do
Data de Publicação: 2012
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFSCAR
Texto Completo: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/16445
Resumo: Soybean is one of the most important Brazilian agricultural products and its complex - composed by grain, meal and by crude and refined oils - yields about $ 30 billion only in exports annually. Approximately 40% of soybeans harvested is exported, while the remaining 60% go through industries. After processing the soy grain, meal and crude oil are obtained, and crude oil can be further refined. These products can be domestically consumed or exported. This thesis propose optimization approaches based on network flow models to represent, at the operational level, decisions on intermodal transport, processing and storage along the chain. And, at the strategic level, we propose facility location models based on mixed integer programming to support investment decisions in intermodal terminals, in processing and refining facilities, besides in warehouses. To better represent this supply chain, which is a large scale system, it is also developed a highly sparse network structure, making the models more tractable computationally. In this study, the focus is on the decision-making process of companies in this sector, rather than aimming to support government decisions in the soybean chain, as in previous studies in the literature. Typical problems of companies are specialized only in the export of soybeans and also companies operating throughout the agribusiness chain of soybean and its byproducts. This assumption deals with a natural subdivision of the network flow models in problems oriented by single product, as in the case of the first companies, and by multiproducts in the case of other enterprises. Verification tests were conducted using secondary data and realistic scenarios to illustrate the applicability of the proposed approaches. For computational effort tests, instances were randomly generated. Tests conducted in an optimization software compares the computational performance of these models in different tests of control parameters, including the use of relaxations. Additionally, some mathematical programming based heuristics were proposed and tested - relax-and-fix and fix-and-optimize - for two location models of intermodal terminals, warehouses, refineries and overwhelming, comparing the results obtained with exact and approximate approaches.
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After processing the soy grain, meal and crude oil are obtained, and crude oil can be further refined. These products can be domestically consumed or exported. This thesis propose optimization approaches based on network flow models to represent, at the operational level, decisions on intermodal transport, processing and storage along the chain. And, at the strategic level, we propose facility location models based on mixed integer programming to support investment decisions in intermodal terminals, in processing and refining facilities, besides in warehouses. To better represent this supply chain, which is a large scale system, it is also developed a highly sparse network structure, making the models more tractable computationally. In this study, the focus is on the decision-making process of companies in this sector, rather than aimming to support government decisions in the soybean chain, as in previous studies in the literature. Typical problems of companies are specialized only in the export of soybeans and also companies operating throughout the agribusiness chain of soybean and its byproducts. This assumption deals with a natural subdivision of the network flow models in problems oriented by single product, as in the case of the first companies, and by multiproducts in the case of other enterprises. Verification tests were conducted using secondary data and realistic scenarios to illustrate the applicability of the proposed approaches. For computational effort tests, instances were randomly generated. Tests conducted in an optimization software compares the computational performance of these models in different tests of control parameters, including the use of relaxations. Additionally, some mathematical programming based heuristics were proposed and tested - relax-and-fix and fix-and-optimize - for two location models of intermodal terminals, warehouses, refineries and overwhelming, comparing the results obtained with exact and approximate approaches.A soja é um dos principais produtos agrícolas brasileiros e seu complexo – formado pelo grão, pelo farelo e pelos óleos bruto e refinado – movimenta cerca de 30 bilhões de dólares somente em exportações anualmente. Do total colhido, aproximadamente 40% da soja em grão é exportada, enquanto os 60% restantes passam por processos de industrialização. Após o esmagamento, obtêm-se farelo e óleo bruto, sendo que este último pode ainda ser refinado. Esses produtos derivados podem ser consumidos internamente ou exportados. Nesta tese são propostas abordagens de otimização baseadas em modelos de fluxos em redes para representar, no nível operacional, decisões de transporte intermodal, industrialização e armazenagem ao longo da cadeia. E, no nível estratégico, são propostos modelos de localização de instalações baseados em programação inteira mista para apoiar decisões de investimento em terminais intermodais, esmagadoras e refinarias, além de armazéns. Para melhor representar essa cadeia de suprimentos, que é de grande porte, também foi desenvolvida uma estrutura de rede altamente esparsa, tornando os modelos mais tratáveis sob o ponto de vista computacional. Neste estudo, o foco está no processo de decisão de empresas desse setor, ao invés de ter como objetivo apoiar decisões governamentais na cadeia da soja, como em estudos anteriores da literatura. Foram abordados problemas característicos de empresas especializadas somente na exportação da soja em grão e também empresas atuantes em toda a cadeia agroindustrial da soja e seus derivados. Isso leva a uma subdivisão natural dos modelos de fluxos em redes orientados para problemas monoproduto, como no caso das primeiras empresas, e multiproduto, no caso das últimas empresas. Testes de verificação foram realizados com dados secundários e cenários realistas, para ilustrar a aplicabilidade das abordagens propostas. Para os testes de esforço computacional, foram gerados exemplares com dados aleatórios. Os testes realizados em um software de otimização comparam o desempenho computacional desses modelos em diferentes opções de parâmetros de controle, incluindo o uso de relaxações. Adicionalmente, foram propostas e testadas algumas heurísticas de programação matemática – relax-and-fix e fix-and-optimize – para dois dos modelos de localização de terminais intermodais, armazéns, esmagadoras e refinarias, comparando os resultados obtidos com abordagens exatas e aproximadas.Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)2008/09037-6porUniversidade Federal de São CarlosCâmpus São CarlosPrograma de Pós-Graduação em Engenharia de Produção - PPGEPUFSCarAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessFluxos em redesProgramação inteira mistaCadeia agroindustrial da sojaTransporte intermodalDimensionamento de lotes de produçãoLocalização de instalaçõesNetwork flowsMixed integer programmingAgrindustrial soybean chainIntermodal transportlot sizingFacility locationENGENHARIAS::ENGENHARIA DE PRODUCAO::PESQUISA OPERACIONALAbordagens de otimização para transporte, armazenagem, esmagamento e refino em empresas do complexo agroindustrial da soja no BrasilOptimization approaches for transportation, storage, crushing and refining in companies of agrindustrial soybean complex in Brazilinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesis600600ab73fe2d-ae49-4b7d-915b-b256b3c2d946reponame:Repositório Institucional da UFSCARinstname:Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)instacron:UFSCARORIGINALTese Mõnica do Amaral - com folha aprovação.pdfTese Mõnica do Amaral - com folha aprovação.pdfapplication/pdf7330386https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/16445/7/Tese%20M%c3%b5nica%20do%20Amaral%20-%20com%20folha%20aprova%c3%a7%c3%a3o.pdfb5549da3c7ce16cb9e8659dff43b3e6aMD57Carta-comprovante - Mônica do Amaral.pdfCarta-comprovante - Mônica do Amaral.pdfapplication/pdf266809https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/16445/8/Carta-comprovante%20-%20M%c3%b4nica%20do%20Amaral.pdfb0608fdb6c69ab77bee154e77ce513f6MD58CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8811https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/16445/9/license_rdfe39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34MD59TEXTTese Mõnica do Amaral - com folha aprovação.pdf.txtTese Mõnica do Amaral - com folha aprovação.pdf.txtExtracted texttext/plain545299https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/16445/10/Tese%20M%c3%b5nica%20do%20Amaral%20-%20com%20folha%20aprova%c3%a7%c3%a3o.pdf.txt1addad427ad55a21732bdb62d220ceb0MD510Carta-comprovante - Mônica do Amaral.pdf.txtCarta-comprovante - Mônica do Amaral.pdf.txtExtracted texttext/plain1473https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/16445/12/Carta-comprovante%20-%20M%c3%b4nica%20do%20Amaral.pdf.txt6e84733159e465b98262e6ce3ccfe870MD512THUMBNAILTese Mõnica do Amaral - com folha aprovação.pdf.jpgTese Mõnica do Amaral - com folha aprovação.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg7525https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/16445/11/Tese%20M%c3%b5nica%20do%20Amaral%20-%20com%20folha%20aprova%c3%a7%c3%a3o.pdf.jpg84417d2313ff879a20cc1aaf1c8fd450MD511Carta-comprovante - Mônica do Amaral.pdf.jpgCarta-comprovante - Mônica do Amaral.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg13862https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/16445/13/Carta-comprovante%20-%20M%c3%b4nica%20do%20Amaral.pdf.jpg4a4ab7fed584cd4497ddc355c85107edMD513ufscar/164452023-09-18 18:32:26.77oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/16445Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufscar.br/oai/requestopendoar:43222023-09-18T18:32:26Repositório Institucional da UFSCAR - Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)false
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