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INCOMPANY MONSANTO INTRODUÇÃO À PESQUISA OPERACIONAL

Live University

Apresentação e expectativas

Live University



É definir os problemas existentes no

negócio, formatar os objetivos da

empresa, analisar as limitações e prover

soluções através de modelos matemáticos

referente as inúmeras alternativas. Além

disso, proporcionar um modelo de apoio

para tomada de decisão.

Objetivo

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Vamos falar sobre o artigo


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O que você pensa em relação à Pesquisa Operacional?



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Trata-se de modelagem...


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APLICAÇÃO

PO


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Mas nem tudo é Pesquisa Operacional


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Qualitativo PROBLEMAS SIMPLES – BASEADO NA

EXPERIÊNCIA DAS PESSOAS

Quantitativo

PROBLEMAS COMPLEXOS – BASEADO

NA ÓTICA CIENTÍFICA



Por que PO?

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Exige que o(s) decisor(es) torne explícito seus

objetivos devido a formular uma função matemática;

Reconhecer e entender as limitações (restrições);

Identificar correlações entre os elementos ou

variáveis;

Possibilita compreender relações complexas;

Promover análise de vários cenários (simulações)

para decidir a melhor aplicação.


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Agora, qual é o segredo deste processo de modelagem?



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SISTEMA REAL

REPRESENTAR O MODELO


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Como conhecer os elementos chaves para que possamos representar o sistema e obter os resultados?



Passo a Passo

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FORMULAR PROBLEMA

DEFINIR MODELO

ESCOLHER MÉTODO

PARA SOLUÇÃO

OBTER DADOS E RESULTADOS


Conhecer o sistema e entender os

elementos.

Vivenciar o processo.

Ir ao Gemba!!! +do que uma rodada

Coletar informações.

Observações e brainstorming.

Entrevistas.

Pesquisas.

Formular Problema

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Que método pode ser utilizado para propiciar o entendimento do

Problema?



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S I P O C

Suppliers (Fornecedores)

Inputs (Entradas)

Process (Processo)

Outputs (Saídas)

Consumers (Clientes)


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O primeiro passo é escolher o processo-

chave que queremos monitorar e

aperfeiçoar.

Em seguida, devemos descrever todas as

etapas que fazem parte do processo. O

foco não é tentar aperfeiçoar ou otimizar o

processo existente, mas representar com

fidelidade o processo atual.

Passo a passo SIPOC – Process (Processo)

P


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S I P O C


Inputs (Entradas)

Process (Processo)

Outputs (Saídas)



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Construído o processo e suas etapas, é

preciso identificar quais são os recursos

necessários para o funcionamento

adequado do processo.

Não podemos pensar nos recursos apenas

como matéria-prima, pois também podem

existir recursos humanos, informações,

máquinas, medições necessários para que

o processo funcione adequadamente.

Passo a passo SIPOC – Inputs (Entradas)

I


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S I P O C


Inputs (Entradas)

Process (Processo)

Outputs (Saídas)



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Com a lista de inputs definida, precisamos

então listar quem são os responsáveis

(internos ou externos) por prover esses

recursos para o correto funcionamento do

processo.

É importante dissociar o papel de

fornecedor no SIPOC do sentido comum

dado ao termo, o de alguém que provê

matéria-prima. Se um dos inputs for uma

informação ou autorização, por exemplo, o

responsável por elas é um fornecedor.

Passo a passo SIPOC – Suppliers (Fornecedores)

S


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S I P O C


Inputs (Entradas)

Process (Processo)

Outputs (Saídas)



Live University

Quais são os resultados esperados das

etapas do processo? São esses resultados

que devem ser listados.

Tenha em mente que, em alguns casos,

várias etapas do processo são necessárias

para produzir um único output; em outros,

cada etapa poderá produzir um ou mais

outputs.

Em PO, teremos a maximização ou

minimização ou alcance de um alvo.

Passo a passo SIPOC – Outputs (Saídas)

O


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S I P O C


Inputs (Entradas)

Process (Processo)

Outputs (Saídas)



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Por fim, devemos listas todos os clientes

para os quais se destinam os outputs do

processo.

Os clientes podem ser tanto externos

quanto internos.

O cliente, inclusive, pode ser um dos

fornecedores do processo. Por exemplo,

um paciente que faz um exame de sangue.

Passo a passo SIPOC – Consumers (Clientes)

C


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Qualquer pessoa

(jurídica ou física),

interna ou externa

à empresa e

fornece os Inputs

do processo.

Materiais, recursos

e/ou dados

necessários para

executar o

processo e gerar

os Outputs

esperados.

Conjunto

estruturado de

atividades que

transformam os

Inputs nos Outputs

determinados.

Produtos e/ou

serviços

resultantes do

processo.

O destinatário dos

resultados do

processo (externos

ou internos).


Inputs (Entradas)

Process (Processo)

Outputs (Saídas)


Processo: Descrição da atividade


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Processo: Conserto de carro (Exemplo)

Proprietário do carro

Representante do

Serviço ao Cliente

Gerente da oficina

Fornecedor de peças

Pedido de reparo

Carro a ser reparado

Aprovação do

orçamento e das

recomendações

Oficina

Peças para os

reparos aprovados

Observações

Agendar visita

Diagnosticar

problemas

Preparar ordem de

serviço

Cobrar peças e

materiais necessários

Realizar reparos

Notificar conclusão

do serviço

Entrega do carro

concertado

Data e horário da

visita

Orçamento e

recomendações de

reparo

Aprovação para o

concerto e aquisição

das peças

Notificação ao

proprietário

Carro concertado

Proprietário do carro

Mecânico

Representante do

Serviço ao Cliente


Inputs (Entradas)

Process (Processo)

Outputs (Saídas)



Exemplo – Questões Logísticas

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FORNECEDOR MANUFATURA ARMAZENAGEM TRANSPORTE

Onde adquirir os materiais ou

componentes?

Onde produzir? Quanto produzir? Quando produzir?

Onde estocar os produtos acabados?

Onde estocar peças de reposição?

Quando estocar? Como retirar do CD?

Qual é o tamanho da frota? Quais as rotas?

Quando e quanto expedir? Quais os modais existentes?


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Processo: Suprimentos

Cliente interno

Gerente Industrial

PCP

Líder do CD

Gerente de Logística

Gerente Financeiro

Customer Service

RFx (RFI, RFP e RFQ)

Planejamento da

Negociação (Itens

negociáveis)

Capacidade

produtiva

Capacidade de

estocagem/armazen

agem

Budget

Network Design

Frota e rotas

Definir Fornecedor

Adquirir matéria

prima ou serviços

Determinar volume

de produção

Definir

armazenagem da MP

e dos PA

Definir estocagem

Definir roteirização

Consolidar carga

Prover entrega

Fornecedores

homologados

SLA e Contratos

firmados

Mix de produção

Definição do

estoque do PA

Rotas definidas e seu

respectivo modal

Modelo de

atendimento ao

cliente

Comercial

Financeiro

Cliente Final

Fiscal

Entre outros


Inputs (Entradas)

Process (Processo)

Outputs (Saídas)



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Como deve ser o método SIPOC para PO?



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Processo: Onde o modelo irá atuar

Quem irá

fornecer as

informações e

onde estão

sendo

coletadas

Quais são as

variáveis de

entrada deste

processo

Descrever as

etapas do

processo a ser

estudado.

O modelo tem a

missão de:

Maximizar

Minimizar

Acertar um alvo

Quem será o

beneficiado

com o estudo


Inputs (Entradas)

Process (Processo)

Outputs (Saídas)


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Atividade – Definindo o problema

Reúnam-se em grupos.

Utilizando a planilha em Excel,

escolham um processo para

desdobrar no SIPOC (um processo

que está associado ao problema que

pretende-se resolver através de PO).

Com o SIPOC construído, vamos

entender as variáveis e as restrições.



Passo a Passo

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FORMULAR PROBLEMA

DEFINIR MODELO

ESCOLHER MÉTODO

PARA SOLUÇÃO



Definir Modelo

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SIMBÓLICO ANALÍTICOS

SIMULAÇÕES

Fluxograma

VSM - Lean

BPM

Otimização Linear

Teoria dos Jogos

Discreta / Contínua

Multiobjetivo / Sob Incerteza

Otimização Não Linear

Otimização Estocástica

Cadeia de Markov

Teoria das Filas

Eventos Discretos

Contínua

Dinâmica


Definir Modelo

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MODELO CARACTERÍSTICA DOS DADOS DE ENTRADA

MÉTODOS UTILIZADOS DE PO

Determinístico

CONHECIDO Exemplo: você tem as informações de matéria-prima, mão de obra, demanda etc.

Programação Linear Programação Não Linear Redes Combinatória e outros

Estocástico DESCONHECIDO OU INCERTO

Exemplo: Demanda incerta

Simulação Teoria das Filas Otimização Robusta outros


Passo a Passo

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FORMULAR PROBLEMA

DEFINIR MODELO

ESCOLHER MÉTODO

PARA SOLUÇÃO


MARTIN BROWER GESTÃO DE ESTOQUE

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Vamos utilizar

Programação Linear, o que vocês entendem?



Foco: Encontrar a melhor solução ou solução ótima.

Desafio: Olhar para o sistema, onde se encontra o

problema e extrair os elementos que serão

implementados no modelo.

Função: Maximizar ou minimizar os efeitos das

variáveis de decisão do modelo ou alcançar um

objetivo específico.

Valores: Respeitar as limitações ou restrições do

problema associadas com as variáveis de decisão do

modelo.

Método – Programação Linear

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Determinar o mix de produção



Uma empresa deseja programar a produção de 3 modelos de um produto

que requer 2 tipos de recursos, matéria-prima e mão de obra. O

suprimento de matéria-prima é de aproximadamente 200 kg e a

disponibilidade diária de mão de obra é de 150 horas.

Exemplo – Mix de Produção

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RECURSOS MODELO A MODELO B MODELO C

Mão de Obra (horas por unidade) 7 3 6

Material (kg por unidade) 4 4 5

Lucro (R$ por unidade) 4 2 3


1º passo – Identificar as variáveis de decisão

Xa = produção diária do modelo A

Xb = produção diária do modelo B

Xc = produção diária do modelo C

2º passo – Identificar o objetivo

Entender qual deve ser o melhor mix de produção. Para que?

Maximização do Lucro Total

Max.lucro = 4*Xa + 2*Xb + 3*Xc


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3º passo – Identificar as restrições existentes

Quais são os recursos utilizados? Existem limitações? Quais?

Limitação de Mão de Obra

7*Xa + 3*Xb + 6*Xc <= 150 horas

Limitação de Material

4*Xa + 4*Xb + 5*Xc <= 200 kg

Condição das variáveis

Xa>=0 ; Xb >=0 ; Xc>=0


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Agora que sabemos modelar o problema,

como solucioná-lo?



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Vamos com calma, ainda tem alguns detalhes!!!



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Programação Linear Multiperíodo



Situações em que podem ter vários períodos a

serem considerados para tratar o problema. Uma

decisão equivocada em um determinado período

pode impactar negativamente na decisão para os

próximos períodos.

Exemplo: Funcionários que trabalham em finais de

semana que deverão ter remunerações diferentes ou

mix de produção em diferentes dias do mês.

O que fazer? Quanto fazer? Quando fazer?

Método – Programação Linear Multiperíodo

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Capacitando Recursos



Uma empresa tem um programa de treinamento de operadores de

máquinas. Os operadores treinados podem trabalhar em alguns momentos

como instrutores assumindo 10 trainees, onde a empresa aproveitará

apenas 7. Atualmente no quadro há 130 operadores treinados disponíveis

na empresa e que conseguem exercer sua função na fabricação. Sabe-se

que serão necessários para os próximos meses:

Exemplo – Capacitando Recursos

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JANEIRO FEVEREIRO MARÇO ABRIL

100 150 200 250


Veja que a quantidade de operadores treinados não será suficiente para as

demandas dos meses de Fevereiro à Abril.

Sabendo que, na vida real, existirá um período de adaptação.


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JANEIRO FEVEREIRO MARÇO ABRIL

100 150 200 250


Existem custos associados em relação a cada funcionário.

Trainee – R$ 400,00

Operador treinado trabalhando – R$ 700,00

Operador treinado ocioso – R$ 500,00

Um acordo firmado entre a empresa e o sindicato faz com que não exista

demissões de operadores treinados no período.

Quais serão as variáveis de decisão e o objetivo da empresa?


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Vamos formular este problema passo a passo?


A cada mês um operador treinado está:

Operando máquina na fabricação

Trabalhando como Instrutor

Ocioso

As variáveis do modelo serão:


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OPERADORES JANEIRO FEVEREIRO MARÇO

Instrutores X1 X3 X5

Ociosos X2 X4 X6


Função Objetivo = Minimizar os custos

Custo Total = Custo Trainees + Custo Instrutores + Custo Ociosos +

Custo Operadores trabalhando em máquinas

Min.custos = 400*(10*X1+10*X3 + 10*X5) + 700*(X1 + X3 + X5) + 500

(X2 + X4 + X6) + 700*(100 + 150 + 200)

Min.custos = 4700*X1 + 500*X2 + 4700*X3 + 500*X4 + 4700*X5 +

500*X6 + 315000


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Identificar as restrições

Operadores treinados no início do mês = Operadores nas máquinas +

Instrutores + Ociosos

Janeiro: 130 = 100 + X1 + X2 X1 + X2 = 30

Fevereiro: 130 + 7*X1 = 150 + X3 + X4 7*X1 –X3 – X4 = 20

Março: 130 + 7*X1 + 7*X3 = 200 + X5 + X6 7*X1+7*X3-X5-X6 = 70

Abril: 130 + 7*X1 + 7*X3 + 7*X5 = 250 7*X1+7*X3+7*X5 = 120

X1, X2, X3, X4, X5, X6 > = 0


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Co-Construção

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Vamos fazer um case Monsanto?


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Sementes de Milho – onde, quando e quanto

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Atividade – Modelando o negócio

1. Reúnam-se em grupos.

2. Leiam o case atentamente.

3. Construam os seguintes pontos:

1. Defina as variáveis do problema.

2. Construa a função objetivo.

3. Determine as limitações do problema.

4. Apresentem o resultado para

discussão em grupo.


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Atividade – Aprimorando os conhecimentos

1. Individualmente.

2. Resolvam a lista de exercícios, identificando as variáveis do problema, construindo a função objetivo e suas respectivas restrições.

3. Apresentem o resultado para discussão em grupo.



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Os dados utilizados para realização do problema são confiáveis?


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INFORMAÇÃO RACIOCÍNIO DECISÃO

Errada

Errada

Certa

Certa

Errado

Errado

Certo

Certo

Errada

Errada

Errada

Certa

Processo de Tomada de Decisão


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Quão racionais nós somos quando tomamos decisões?



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Viés Cognitivo

Não é um erro proposital, mas uma

tendência humana que reduz a

capacidade de detectar mudanças sutis

no meio ambiente até que estas sejam tão

fortes que seus efeitos não possam ser

mais ignorados.

É o fenômeno que nos leva a ver milhões

de carros de uma marca e um modelo nas

ruas quando estamos pensando em

comprar um carro.

É o que nos faz ver mulheres grávidas em

todos os lugares quando nossa esposa

está grávida.


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Como podemos mitigar os erros e o viés cognitivo?


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SÉRIES TEMPORAIS Através do estudo de uma série univariada podemos modelar seu comportamento encontrando previsibilidade e criando sinais de alerta.


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Como analisar a conformidade do processo?


1 ponto fora (a mais de 3 Desvios Padrão);

9 pontos consecutivos (em linha) de um mesmo lado da linha central;

6 pontos em linha todos na mesma tendência (crescente ou decrescente);

14 pontos sequenciais alternando subida e descida (efeito serrote);

2 de 3 pontos acima de 2 desvios padrão da linha central (mesmo lado);

4 de 5 pontos acima de 1 desvio padrão da linha central (mesmo lado);

15 pontos consecutivos dentro de 1 desvio padrão da linha central (ambos os

lados);

8 pontos consecutivos acima de 1 desvio padrão da linha central (ambos os lados);

Séries Temporais

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TESTE DE HIPÓSTESES O teste de hipóteses permite comparar duas variáveis ou uma variável a um parâmetro. A distribuição destas variáveis permite uma inferência sobre o nível de disparidade entre tais variáveis


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ANÁLISE FATORIAL A análise de sistemas com mais de um input torna-se possível isolando os efeitos individuais e suas interações. Compreendendo a influência de cada fator, é possível prever ou otimizar um resultado


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Brainstorming – Identificando Oportunidades


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Como solucionar estes problemas?



Passo a Passo

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FORMULAR PROBLEMA

DEFINIR MODELO

ESCOLHER MÉTODO

PARA SOLUÇÃO



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SOLVER EXCEL LINDO API

Soluções – Ferramentas Computacionais


É um software para

desenvolvimento e resolução

de problemas de

programação Linear.

A versão DEMO do Lindo

possibilita atuar com muitas

variáveis.

Ferramentas – Lindo API

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PRINCIPAIS COMANDOS

MAX – para uma função objetivo de maximização

MIN – para uma função objetivo de minimização

END – ao final do modelo e antes de definir o domínio das variáveis

OPERADORES


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< > <= >=

MENOR MAIOR MENOR OU IGUAL MAIOR OU IGUAL


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RESGATANDO - Determinar o mix de produção



Max.lucro = 4*Xa + 2*Xb + 3*Xc Sujeito a 7*Xa + 3*Xb + 6*Xc <= 150 horas 4*Xa + 4*Xb + 5*Xc <= 200 kg Xa>=0 ; Xb >=0 ; Xc>=0


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MAX 4*Xa + 2*Xb + 3*Xc ST 7*Xa + 3*Xb + 6*Xc <= 150 horas 4*Xa + 4*Xb + 5*Xc <= 200 kg

TRANSCREVENDO PARA O LINDO MODELAGEM MANUAL



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QUADRO DE RESPOSTAS LP OPTIMUM FOUND AT STEP 2 OBJECTIVE FUNCTION VALUE 1) 100.000 VARIABLE VALUE REDUCED COST XA 0.000000 0.000000 XB 50.000000 0.000000 XC 0.000000 0.625000 ROW SLACK OR SURPLUS DUAL PRICES 2) 0.000000 0.500000 3) 0.000000 0.125000 NO.ITERATIONS= 2


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Ferramentas – Solver Excel

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Clicar em Opções do Excel

Selecione Suplementos do Excel e clique em Ir.

Selecione Solver



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Na aba Dados No canto superior direito,

teremos o Solver.


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Resgatando: Capacitando Recursos




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MIN CUSTOS = 4700X1 + 500X2 + 4700X3 + 500X4 +

4700X5 + 500X6 + 500X7 + 315000

Sujeito a

X1 + X2 = 30

7X1 –X3 – X4 = 20

7X1+7X3-X5-X6 = 70

7X1+7X3+7X5 - X7 = 120

X1, X2, X3, X4, X5, X6, X7 > = 0

MIN 4700X1 + 500X2 + 4700X3 + 500X4 + 4700X5

+ 500X6 + 500X7 + 315000

ST

X1 + X2 = 30

7X1 –X3 – X4 = 20

7X1+7X3-X5-X6 = 70

7X1+7X3+7X5 - X7 = 120

TRANSCREVENDO MODELAGEM MANUAL


1º passo – Construir a planilha com os dados do problema


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2º passo – Preencher as informações no Solver


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Co-Construção

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Vamos resolver o exemplo da Monsanto no Solver

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Atividade – Resolvendo o Problema

1. Individualmente, desenvolvam o problema anterior da Monsanto no Solver do Excel.

2. Apresentem o resultado para discussão.



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Vamos aos Desafios? Não sinta-se desamparado. Lembre-se sempre da técnica.


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DESAFIO 1: Seleção de Mídia para Propaganda



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Uma escola de negócio deseja planejar uma campanha em 3 diferentes

meios: TV, rádio e revistas. Pretende-se alcançar o maior número de

clientes possíveis. Um estudo de mercado resultou em:

RECURSOS TV

HORÁRIO NORMAL TV

HORÁRIO NOBRE RÁDIO REVISTAS

Custos R$ 40.000,00 R$ 75.000,00 R$ 30.000,00 R$ 15.000,00

Clientes atingidos 400.000 900.000 500.000 200.000

Mulheres atingidas 300.000 400.000 200.000 100.000

Desafio 1 – Seleção de Mídia para Propaganda


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Sabemos que:

1. A escola de negócio não quer gastar mais que R$ 800.000,00.

2. Um mínimo de 2 milhões de mulheres a serem atingidas.

3. Gastar no máximo R$ 500.000,00 com TV.

4. No mínimo 3 veiculações no horário normal da TV.

5. No mínimo 2 veiculações no horário nobre da TV.

6. Entre 5 e 10 veiculações no rádio e revistas para cada meio de

divulgação.

Desafio 1 – Seleção de Mídia para Propaganda

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Atividade – Resolvendo Desafio 1

1. Reúnam-se em grupos.





4. Solucione-o através do Solver do Excel.





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DESAFIO 2: Tomada de Decisão para Beneficiamento


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1. Individualmente, leiam o case de beneficiamento.





4. Solucione-o através do Solve do Excel.





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DESAFIO 3: Antecipação de Compras de Matéria Prima


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1. Individualmente, leiam o case de beneficiamento.





4. Solucione-o através do Solve do Excel.





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Formação de Grupos e Definindo Projeto

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