UNIVERSIDADE DE SO PAULO Faculdade de Economia, Administrao e Contabilidade Departamento de Administrao

TRABALHO DE CONCLUSO DE CURSO Modelagem de Rede Logstica como Fonte Potencial de Vantagem CompetitivaEstudo de Caso em uma Empresa Siderrgica

Helosa Marques Ubrig N USP: 3486933 Orientador: Prof. Dr. Jorge Luiz de Biazzi 2005

Helosa Marques Ubrig Orientador: Prof. Dr. Jorge Luiz de Biazzi

Trabalho de Concluso de Curso apresentado ao departamento de Administrao da Faculdade de Economia, Administrao e Contabilidade da Universidade de So Paulo como parte dos requisitos para obteno do ttulo de Bacharel em Administrao. So Paulo 2005

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Dedico este trabalho minha querida me, minha eterna fonte de inspirao e exemplo. iii

AGRADECIMENTOS

Agradeo a todos aqueles que, direta ou indiretamente, contriburam para a realizao deste trabalho. Ao professor Dr. Jorge Luiz de Biazzi pelas valiosas sugestes oferecidas e pelo incentivo. A meu pai, minha av e meu irmo pela presena nos momentos mais difceis da minha vida. Ao meu namorado, Raphael, pelo constante estmulo para a finalizao deste trabalho. Aos amigos que conheci na FEA-USP, Fabiana, Talita, Ilka e Flvio, e ao amigo Jos Ricardo pelo incentivo e apoio. minha famlia e amigos pelos momentos que estive ausente me dedicando a este projeto.

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RESUMO

O presente trabalho explora o papel da logstica e, em particular, o papel da modelagem da rede logstica, como fonte potencial de vantagem competitiva. Quanto ao enfoque prtico, o trabalho compreende, especificamente, o desenvolvimento de uma estratgia tima de alocao da demanda aplicada a um sistema composto por Centros de Corte e Dobra de Ao, Usinas Siderrgicas, Mercado Interno e Mercado Externo. Quanto ao enfoque terico, sero enfatizadas as questes relacionadas logstica, mais particularmente, modelagem de rede logstica e suas implicaes no desempenho das empresas. O caso prtico apresentado, desenvolvido atravs de um modelo baseado em programao linear inteira mista, mostra que possvel conseguir resultados significativos e imediatos atravs da remodelagem de rede logstica. Palavras-Chave: Logstica; Modelagem de Redes; Programao Linear Inteira Mista.

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NDICELISTA DE TABELAS................................................................................................................................. VIII LISTA DE FIGURAS ................................................................................................................................. VIII LISTA DE GRFICOS .............................................................................................................................. VIII 1. INTRODUO....................................................................................................................................... 1 1.1. OBJETO DE ESTUDO ................................................................................................................... 3 1.2. CARACTERIZAO DO PROBLEMA........................................................................................ 4 1.2.1. Definio do Problema. ................................................................................................................. 4 1.2.2. Formulao do Problema de Pesquisa .......................................................................................... 7 1.3. OBJETIVOS DO TRABALHO....................................................................................................... 7 1.3.1. Objetivos Especficos ..................................................................................................................... 7 1.4. ABRANGNCIA (ESCOPO) ......................................................................................................... 8 1.4.1. Simplificaes ................................................................................................................................ 8 1.5. PRODUTO FINAL ......................................................................................................................... 8 2. METODOLOGIA................................................................................................................................... 9 2.1. DELINEAMENTO DA PESQUISA ............................................................................................... 9 2.1.1. Natureza do Estudo...................................................................................................................... 10 2.1.2. Mtodo Utilizado ......................................................................................................................... 10 3. PESQUISA BIBLIOGRFICA........................................................................................................... 11 3.1. 3.2. 3.3. 3.4. 4. LOGSTICA: DEFINIES E OBJETIVOS................................................................................ 11 O PLANEJAMENTO LOGSTICO .............................................................................................. 13 MODELAGEM DE REDES LOGSTICAS.................................................................................. 14 MODELO CONCEITUAL............................................................................................................ 15

ELABORAO DO MODELO.......................................................................................................... 17 4.1. ESTRUTURA DA SOLUO ..................................................................................................... 18 4.2. MODELO MATEMTICO .......................................................................................................... 19 4.2.1. HIPTESES DE MODELAGEM................................................................................................. 19 4.2.2. Especificao do Modelo ............................................................................................................. 19 4.2.3. Funo-Objetivo .......................................................................................................................... 21 4.2.4. Restries..................................................................................................................................... 21

5.

SITUAO ATUAL ............................................................................................................................ 23 5.1. A CONFIGURAO ATUAL DA REDE DE PRODUO E DISTRIBUIO FSICA.......... 23 5.1.1. Fluxograma do Processo ............................................................................................................. 23 5.1.2. Usinas Siderrgicas ..................................................................................................................... 295.1.2.1. Aspectos Operacionais dos Processos Produtivos ................................................................................. 30 5.1.2.1.1. Capacidades .................................................................................................................................. 30 5.1.2.1.2. Indicadores Operacionais .............................................................................................................. 30 5.1.2.1.3. Custos............................................................................................................................................ 30

5.1.3.

Insumos..................................................................................................................................... 31

5.1.3.1. Altos Fornos / Reduo Direta .............................................................................................................. 31 5.1.3.2. Aciarias ................................................................................................................................................. 31 5.1.3.2.1. Insumos Prprios........................................................................................................................... 31 5.1.3.2.2. Insumos de Terceiros .................................................................................................................... 32 5.1.3.2.3. Mix do Emprego ........................................................................................................................... 32

5.1.4. 5.1.5. 5.1.6.

Centros de Corte e Dobra de Ao............................................................................................. 33 Linha de Produtos .................................................................................................................... 34 Demanda................................................................................................................................... 34

5.1.6.1. Distribuio Geogrfica da Demanda.................................................................................................... 34

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5.1.6.2. Seleo do Conjunto de Cidades que Representam o Mercado ............................................................. 35 5.1.6.3. Estimativa da Demanda......................................................................................................................... 35

5.1.7. 5.1.8. 6.

Transporte de Insumos e Produtos Acabados .......................................................................... 36 Incentivos Fiscais ..................................................................................................................... 37

5.1.7.1. Modais................................................................................................................................................... 36 5.1.7.2. Custos de Transporte ............................................................................................................................. 37

SOLUO E ANLISE DOS RESULTADOS ................................................................................. 40 6.1. DESENVOLVIMENTO DO MODELO EM SOFTWARE DE OTIMIZAO .......................... 40 6.2. CLCULO DOS CUSTOS TOTAIS DA SITUAO ATUAL................................................... 40 6.3. SITUAO PROPOSTA: OTIMIZAO DA ALOCAO DA DEMANDA.......................... 41 6.3.1. Soluo tima Sem Restries ................................................................................................. 41 6.3.2. Soluo tima Mercado Externo Estrutural ......................................................................... 41 6.4. COMPARAO E ANLISE...................................................................................................... 42

7.

CONCLUSES..................................................................................................................................... 45 7.1. 7.2. ANLISE DO MODELO ............................................................................................................. 45 POSSVEIS EXTENSES............................................................................................................ 45

8.

REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS ................................................................................................ 46 ANEXO 1 FLUXOGRAMA DETALHADO DO PROCESSO PRODUTIVO................................... 48 ANEXO 2 DADOS OPERACIONAIS................................................................................................... 49 ANEXO 3 PRODUES HORRIAS (T/H) ........................................................................................ 53 ANEXO 4 RELAO DOS PRODUTOS............................................................................................. 55 ANEXO 5 RELAO DAS CIDADES-PLO E PORTOS ................................................................ 56 ANEXO 6 DEMANDA............................................................................................................................ 58 ANEXO 7 TRANSPORTE ..................................................................................................................... 64 ANEXO 8 SITUAO ATUAL......................................................... ERRO! INDICADOR NO DEFINIDO. ANEXO 9 SITUAO PROPOSTA ................................................. ERRO! INDICADOR NO DEFINIDO.

ANEXOS ......................................................................................................................................................... 48

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LISTA DE TABELASTABELA 1 RELAO DAS USINAS SIDERRGICAS............................................................................................. 5 TABELA 2 - RELAO DOS CENTROS DE CORTE E DOBRA DE AO...................................................................... 5 TABELA 3 - COMPARAO DAS ERAS LOGSTICAS E ENFOQUES CONCEITUAIS ................................................. 12 TABELA 4 - ATRIBUTOS TPICOS ....................................................................................................................... 18 TABELA 5 - USINAS SIDERRGICAS ................................................................................................................... 29 TABELA 6 - CUSTO DO EMPREGO / REDUTOR .................................................................................................... 31 TABELA 7 - CUSTO DE INSUMOS DE TERCEIROS ................................................................................................ 32 TABELA 8 - EMPREGO DE INSUMOS NAS ACIARIAS............................................................................................ 33 TABELA 9 - MODAIS .......................................................................................................................................... 36 TABELA 10 - INCENTIVOS FISCAIS ..................................................................................................................... 39 TABELA 11 - PARMETROS ............................................................................................................................... 40 TABELA 12 - RESUMO DA SITUAO ATUAL..................................................................................................... 41 TABELA 13 - RESUMO DO PRIMEIRO CENRIO .................................................................................................. 41 TABELA 14 - RESUMO DO SEGUNDO CENRIO .................................................................................................. 41 TABELA 15 - RESUMO CUSTOS TOTAIS ............................................................................................................. 42 TABELA 16 - UNIDADES DESATIVADAS ............................................................................................................. 43 TABELA 17 - RESULTADO FINAL ....................................................................................................................... 44

LISTA DE FIGURASFIGURA 1 - DESCRIO DO PROCESSO................................................................................................................. 4 FIGURA 2 - SISTEMA EM ANLISE ....................................................................................................................... 6 FIGURA 3 - DESCRIO DO FLUXO .................................................................................................................... 17 FIGURA 4 FLUXO DE PRODUTOS ..................................................................................................................... 18 FIGURA 5 FLUXO DE VERGALHES................................................................................................................. 19 FIGURA 6 - FLUXOGRAMA DO PROCESSO PRODUTIVO ....................................................................................... 24 FIGURA 7 FLUXO DE PRODUO DO FERRO-GUSA E FERRO-ESPONJA ........................................................... 25 FIGURA 8 BENEFICIAMENTO DA SUCATA ....................................................................................................... 26 FIGURA 9 PRODUO DO AO ........................................................................................................................ 26 FIGURA 10 LINGOTAMENTO DE TARUGOS ...................................................................................................... 27 FIGURA 11 PROCESSO DE LAMINAO ........................................................................................................... 28 FIGURA 12 PROCESSO DE LAMINAO (CONTINUAO)................................................................................ 28 FIGURA 13 PROCESSO DE TREFILAO........................................................................................................... 29

LISTA DE GRFICOSGRFICO 1 LINHA DE PRODUTOS.................................................................................................................... 34 GRFICO 2 - CUSTOS TOTAIS SITUAO ATUAL ............................................................................................... 42 GRFICO 3 - CUSTOS TOTAIS SITUAO PROPOSTA.......................................................................................... 43

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1. INTRODUO Ao longo da histria do homem, as guerras tm sido ganhas e perdidas atravs do poder e da capacidade da logstica, ou de sua falta. O deslocamento de suprimentos e de tropas, em grandes distncias, e em um curto espao de tempo, se constituiu em um exerccio logstico altamente proficiente e determinou vitrias, ou derrotas, em diversas ocasies (Christopher, 1997). Embora o conhecimento das atividades logsticas remonte sculos, o termo surgiu apenas durante a Segunda Guerra Mundial, quando foi usado para definir o conjunto de atividades relacionadas movimentao de recursos humanos, armamentos e munies para os campos de batalha. Recentemente, com as investidas militares de grande porte praticadas pelo exrcito americano, como na Guerra do Golfo, no incio da dcada de 90, e em territrio afego, em 2001/2002, ocorreu uma nova popularizao do termo logstica em ambiente estratgico militar. Uma das origens da palavra logstica pode ser encontrada em sua etimologia francesa. Ela originada do verbo loger, que significa alojar. Em sua raiz militar, teve como primeiro objetivo integrar, de forma eficiente, nos campos de batalha, o tempo, os custos e os recursos disponveis. Com o passar dos anos, o seu significado tomou-se mais amplo, passando a abranger outras reas, como o estoque, o transporte e a armazenagem. Na sua origem, o conceito de logstica era essencialmente ligado s operaes militares. Por se tratar de um servio de apoio, sem o glamour da estratgia blica e sem o prestgio das batalhas ganhas, os grupos logsticos militares operavam quase sempre em silncio. Foi o que tambm ocorreu nas empresas durante um bom perodo de tempo (Novaes, 2001). No entanto, nos ltimos anos, a logstica vem apresentando uma evoluo constante, sendo hoje um dos elementos-chave na formao da estratgia competitiva das empresas. No inicio, era confundida com o transporte e a armazenagem de produtos. Hoje, ela pode ser considerada como o ponto nevrlgico da cadeia produtiva integrada, atuando em estreita consonncia com o moderno gerenciamento da cadeia de suprimentos (Novaes, 2001). O conceito de logstica empresarial bastante recente no Brasil. Fleury et al. (2000) descrevem que o processo de difuso teve incio, de forma ainda tmida, no incio dos anos 90, com o processo de abertura comercial, mas se acelerou somente a partir de 1994, com a estabilizao econmica propiciada pelo Plano Real. O que se viu, a partir de ento, foi o desenrolar de um processo revolucionrio, tanto em termos de prticas empresariais quanto de eficincia, de qualidade e de disponibilidade de infra-estruturas de transporte e de comunicaes. Para as empresas que operam no pas, tal como relatam os autores, os tempos atuais representam um perodo de riscos e de oportunidades. Riscos devido s enormes mudanas que precisam ser implementadas, e, oportunidades, devido aos grandes espaos para melhorias de qualidade de servio e de aumento de produtividade, fundamentais para o incremento de vantagem competitiva. A logstica um verdadeiro paradoxo: , ao mesmo tempo, uma das atividades econmicas mais antigas e um dos conceitos gerenciais mais modernos. Desde que o homem abandonou a economia extrativista, e deu inicio s atividades produtivas

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organizadas, com produo especializada e troca de excedentes, surgiram trs das mais importantes funes logsticas: estoque, armazenagem e transporte (Fleury et al., 2000). Entretanto, somente num passado recente que as organizaes empresariais reconheceram o impacto vital que o gerenciamento logstico pode ter na obteno da chamada vantagem competitiva (Christopher, 1997). Bowersox & Closs (2001), em concordncia com Novaes (2001), relatam que, antes da dcada de 50, no havia conceito formal ou teoria sobre logstica integrada. Nessa poca, as funes hoje aceitas como logsticas eram geralmente consideradas como operaes de apoio ou de suporte, um centro de custos. Para Fleury et al. (2000), o que vem fazendo da logstica um dos conceitos gerenciais mais modernos so dois conjuntos de mudanas. O primeiro de ordem econmica. Dentre as principais, a globalizao, o aumento das incertezas nos mercados, a proliferao de produtos e as maiores exigncias de servios. Em seu conjunto, esse grupo vem transformando a viso empresarial sobre logstica, que passou a ser vista no mais como uma simples atividade operacional, mas sim como uma atividade estratgica, uma ferramenta gerencial, fonte potencial de vantagem competitiva. O segundo de ordem tecnolgica. Enquanto as mudanas econmicas criam novas exigncias competitivas, as tecnolgicas tornam possvel o gerenciamento eficaz e eficiente de operaes logsticas mais complexas e demandantes. Na base dessas novas tecnologias est a revoluo da Tecnologia de Informao (TI). Microcomputadores, computadores de bordo, coletores de dados, simuladores e otimizadores de rede so algumas das aplicaes de hardware e software envolvidas. Combinadas, essas aplicaes de tecnologia permitem otimizar o projeto do sistema logstico e gerenciar de forma integrada e eficiente seus diversos componentes. medida que as novas tendncias econmicas tornam a logstica mais complexa e potencialmente mais cara, cresce a importncia da utilizao das tecnologias de informao, instrumento fundamental para gerenciar a crescente complexidade de forma eficiente e eficaz. Existem muitas maneiras de definir a logstica como hoje ela entendida. Diversos autores, dentre eles Lambert e Stock (1992), Christopher (1997), Lambert et al. (1998) e Ballou (2001) o fizeram, em distintas abordagens. O que todas demonstram em comum que elas se referem, essencialmente, ao mesmo princpio: o gerenciamento do fluxo de bens e servios do ponto de origem ao de consumo e, em alguns casos, novamente ao ponto de origem. Segundo Ballou (2001), o Council of Logistics Management, uma organizao profissional de gestores de logstica, que tem, por objetivo, desenvolver a teoria e a compreenso da logstica, define o gerenciamento logstico como o processo de planejamento, implementao e controle do fluxo eficiente e economicamente eficaz de matrias-primas, estoque em processo, produtos acabados e informaes relativas desde o ponto de origem at o ponto de consumo, com o propsito de atender s exigncias dos clientes. Um conceito muito parecido o de Christopher (1997). Para o autor, a logstica definida pelo gerenciamento estratgico da aquisio, da movimentao e da armazenagem de materiais, peas, produtos acabados e informaes correlatas, atravs da organizao e 2

seus canais de marketing, de modo a poder maximizar as lucratividades presente e futura atravs do atendimento dos pedidos a baixo custo. Essa ltima mostra a premissa essencial que fundamenta o moderno conceito logstico. Para Fleury et al. (2000), na base desse est o entendimento de que a logstica deve ser tida como um instrumento de marketing, uma ferramenta gerencial, capaz de agregar valor por meio dos servios prestados. Alm desse aspecto, deve ser ressaltado que a logstica deve atender os nveis de servio ao cliente definidos pela estratgia de marketing, ao menor custo total de seus componentes, ou seja, o somatrio dos custos de transporte, armazenagem, processamento de pedidos, estoques, compras e vendas. Tentativas isoladas de atuar sobre qualquer um desses podem representar aumentos nos custos dos outros componentes, ou deterioraes do nvel de servio. A fim de entender as oportunidades de reduo de custo e as suas implicaes, o sistema deve ser visto como um todo (Lambert et al., 1998). Assim, observa-se que a logstica evoluiu muito desde os seus primrdios. Nos ltimos anos, ela vem sendo reconhecida como uma oportunidade mpar de crescimento, rentabilidade e competitividade para as empresas (Lambert et al., 1998). Ela aprimora os esforos de marketing, criando condies de vantagem competitiva no mercado. Agrega valor de lugar, de tempo, de qualidade e de informao cadeia produtiva. Alm disso, procura eliminar do processo tudo o que no tenha valor ao cliente, tudo o que acarrete somente custos e tempo improdutivo (Novaes, 2001). Implica tambm em otimizao de recursos, pois, se de um lado so almejados o aumento de eficincia e a melhoria da qualidade de realizao dos servios, do outro a competio no mercado obriga uma reduo contnua de custos. Para Ballou (2001), o termo logstica implica na criao de valor valor para os consumidores, fornecedores e stakeholders da empresa. Tendo em vista a aplicao de conceitos logsticos no planejamento e na coordenao como um recurso em potencial para a reduo de custos e para a melhoria da qualidade, o presente trabalho tem por objetivo analisar estratgias logsticas em um sistema composto por Usinas Siderrgicas e Centros de Corte e Dobra de Ao. Em funo da complexidade de suas inter-relaes e do nmero envolvido de variveis e dados, optouse por realizar as anlises com base em um modelo computacional baseado na programao linear inteira mista. 1.1. OBJETO DE ESTUDO Devido importncia que a logstica representa como fator determinante do desempenho das empresas, caracterizando-se, cada vez mais, como uma fonte potencial de vantagem competitiva e contribuindo de forma significativa para a estrutura de custos, nos ltimos anos, muitas empresas esto concentrando seus esforos na melhoria de suas atividades logsticas, como meio de minimizao de custos globais e otimizao dos nveis de servio. Nesse sentido, encontrou-se uma oportunidade de realizar um trabalho na rea de logstica, combinando-se conceitos logsticos e um modelo matemtico de otimizao, com o objetivo de analisar estratgias logsticas em um sistema composto por Usinas Siderrgicas e centros de corte e dobra de ao e determinar a alocao tima da demanda dos centros de corte e dobra de ao. 3

Ao otimizar a utilizao dos recursos disponveis, a implantao de um sistema dessa natureza pode auxiliar a tomada de decises na atual estrutura de planejamento, aprimorar o atendimento logstico aos clientes e possibilitar a avaliao dos impactos de diferentes cenrios nos custos do sistema. Ressalta-se que aplicaes desse tipo tm sido largamente difundidas nos ltimos tempos pela comprovada eficcia dos resultados, pela expanso da capacidade de processamento dos computadores e pelo desenvolvimento de softwares especficos. 1.2. CARACTERIZAO DO PROBLEMA 1.2.1. Definio do Problema. Para Bowersox & Closs (1996), a rede logstica oferece a estrutura bsica sobre a qual as operaes logsticas so efetuadas. imprescindvel, portanto, que a rede logstica esteja bem estruturada para que as operaes logsticas possam conferir empresa vantagem competitiva. O presente trabalho analisar o sistema composto por Usinas Siderrgicas e centros de corte e dobra de ao distribudos pelo territrio brasileiro. O sistema em anlise apresenta problemas de ineficincia na rede logstica que interliga as Usinas Siderrgicas aos centros de corte e dobra de ao, dando origem a custos desnecessrios e atendimento insatisfatrio. As Usinas Siderrgicas tm como principais matrias-primas a sucata, o ferro gusa, a sucata de gusa e o ferro- esponja. As matrias-primas so combinadas para a produo dos tarugos de ao, que por sua vez, so laminados, dando origem aos vergalhes, os quais so demandados pelos centros de corte e dobra de ao e pelo mercado. A figura abaixo descreve as etapas do processo de produtivo:Sucata Ferro Gusa Sucata de Gusa Ferro Esponja

Tarugo

Vergalho

Figura 1 - Descrio do Processo

Os centros de corte e dobra de ao apresentam-se como uma extenso das Usinas Siderrgicas, medida que customizam os vergalhes produzidos por elas, de acordo com as especificaes de cada cliente final. O sistema est estruturado da seguinte forma: doze Usinas Siderrgicas e onze centros de corte e dobra de ao localizados no territrio brasileiro. As tabelas a seguir

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apresentam a relao das localizaes das Usinas Siderrgicas e dos centros de corte e dobra de ao.N da Usina 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Cidade Baro de Cocais Contagem Sapucaia do Sul Araucria Rio de Janeiro Divinpolis So Paulo Guarulhos So Jos dos Campos Simes Filho Recife Maracana UF MG MG RS PR RJ MG SP SP SP BA PE CE

Tabela 1 Relao das Usinas Siderrgicas N do Centro de Corte e Dobra 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

Cidade So Paulo Rio de Janeiro Igarassu Porto Alegre Simes Filho Maracana Contagem Biguau Ananindeua Araucria Aparecida de Goinia

UF SP RJ PE RS BA CE MG SC PA PR GO

Tabela 2 - Relao dos Centros de Corte e Dobra de Ao

A figura a seguir rene o que foi exposto anteriormente: ilustra a localizao geogrfica da oferta e da demanda e os fluxos entre oferta e demanda relativos

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distribuio fsica do produto envolvido, considerando-se, para efeito de ilustrao, uma nica usina Usina Siderrgica produtora de vergalhes como fornecedora.

Usinas Siderrgicas Centros de Corte e Dobra de Ao Figura 2 - Sistema em Anlise

Atualmente, o atendimento das necessidades de ao dos centros de corte e dobra realizado por critrios de proximidade, no sendo levados em considerao custos de produo, de transporte, incentivos fiscais e, sobretudo, os custos de oportunidade. Deve-se ressaltar que, alm dos centros de corte e dobra de ao, que so clientes internos das usinas industriais, elas atendem clientes externos no territrio brasileiro ou em outros pases. Portanto, imprescindvel que se estabelea um critrio racional de alocao da demanda dos centros de corte e dobra de ao, a fim de que as Usinas Siderrgicas possam satisfazer s necessidades dos centros de corte e dobra de ao e aproveitar as oportunidades de demanda de seus clientes no mercado interno e no externo. Por essa razo, apesar de o objetivo principal do trabalho ter como foco a alocao tima dos vergalhes demandados pelos centros de corte e dobra de ao, a alocao tima dos vergalhes e demais produtos demandados pelo mercado interno e mercado externo tambm ser considerada pelo fato de sustentar e enriquecer os resultados do trabalho. Tendo em vista a problemtica acima e sua importncia no desempenho do sistema, ser proposta uma remodelagem da rede logstica que interliga os as Usinas Siderrgicas, os centros de corte e dobra de ao, o mercado interno e o mercado externo que compem o sistema em anlise.

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1.2.2. Formulao do Problema de Pesquisa Considerando as questes e tendncias at aqui expostas sobre a atualidade e relevncia dos estudos sobre o papel da logstica no desempenho das empresas e considerando as premissas de que: (1) a logstica representa uma fonte de vantagem competitiva para as empresas; (2) decises de projeto de rede so fundamentais na alavancagem desta vantagem competitiva atribuda logstica; a problemtica de estudo proposta para anlise neste trabalho desdobrada no seguinte componente especfico: Qual a melhor estratgia de alocao da demanda de 11 centros de corte e dobra de ao s 12 Usinas Siderrgicas considerando-se simultaneamente a demanda do mercado interno e do mercado externo? As questes formuladas para responder tal componente especfico so as seguintes: Q1 - Quais as caractersticas principais do procedimento atualmente utilizado para a alocao da demanda dos centros de corte e dobra de ao, do mercado interno e do mercado externo? Q2 Quais mudanas poderiam ser feitas para otimizar a alocao da demanda dos centros de corte e dobra de ao, do mercado interno e do mercado externo? Q3 Quais os impactos das mudanas propostas sobre o desempenho do sistema analisado? 1.3. OBJETIVOS DO TRABALHO Considerando a problemtica proposta anteriormente, este trabalho tem por objetivo identificar qual a melhor estratgia de alocao da demanda de 11 centros de corte e dobra de ao, do mercado interno e do mercado externo s 12 Usinas Siderrgicas distribudas pelo territrio brasileiro. A idia central a aplicao de modelos de otimizao para apoiar as decises de alocao da demanda e contribuir para sua melhoria, de maneira a obter ganhos de produtividade e melhorar o atendimento da demanda, tendo como propsito conferir ao sistema uma estrutura tima para suas operaes logsticas e, como conseqncia, garantirlhe vantagem competitiva baseada em logstica. 1.3.1. Objetivos Especficos Este trabalho pretende abordar as questes levantadas no item anterior com o objetivo de: a) Verificar as caractersticas principais do procedimento atualmente utilizado para a alocao da demanda dos centros de corte e dobra de ao. b) Propor uma remodelagem da rede logstica que conecta as Usinas Siderrgicas aos centros de corte e dobra de ao, ao mercado interno e ao mercado externo com o objetivo de otimizar a alocao da demanda. c) Mensurar os impactos das mudanas propostas na estratgia de alocao da demanda sobre o desempenho do sistema em anlise.

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1.4. ABRANGNCIA (ESCOPO) Quanto ao enfoque prtico, o presente trabalho compreende, especificamente, o desenvolvimento de uma estratgia tima de alocao da demanda aplicada a um sistema composto por centros de corte e dobra de ao, mercado interno e Usinas Siderrgicas, localizados em territrio brasileiro, e mercado externo. Quanto ao enfoque terico, sero enfatizadas as questes relacionadas logstica, mais particularmente, modelagem de rede logstica e suas implicaes no desempenho das empresas. 1.4.1. Simplificaes Em processos de modelagem, um ponto crtico a ser estabelecido por ocasio do desenvolvimento do modelo o quo prximo da realidade este se posicionar. O nvel de simplificao a ele imposto o que determina o seu grau de complexidade. Na impossibilidade de captar e modelar todas as variveis envolvidas, sem que haja perda da qualidade da deciso, algumas simplificaes fizeram-se necessrias: (i) A produo das Usinas Siderrgicas, no presente trabalho, ser detalhada somente com relao produo do vergalho, na dimenso bitola. Os demais itens produzidos sero agrupados em famlias de produto. O Mercado Interno ser representado pelas capitais brasileiras e o Mercado Externo ser representado pelos principais Portos utilizados para exportao e pelas capitais dos pases vizinhos. A estrutura logstica do sistema j est definida, ou seja, a localizao das Usinas Siderrgicas e dos centros de corte e dobra de ao fixa e j estabelecida, cabendo analisar somente as estratgias de distribuio fsica do produto envolvido. Foge do escopo deste trabalho uma comparao entre estratgias de alocao de demanda de outros sistemas envolvendo Usinas Siderrgicas e centros de corte e dobra de ao, limitando-se, somente, a determinar uma estratgia tima de alocao dentro do sistema em anlise.

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Como conseqncia dessas delimitaes, as concluses que sero obtidas no podero ser aplicadas exatamente como aparecem neste trabalho em situaes diferentes das fixadas nele. 1.5. PRODUTO FINAL O produto final ser constitudo de tabelas e grficos comparando a situao atual com a proposta. Esta comparao ser feita em termos de custos (parciais e total) e Lucro.

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2. METODOLOGIA Uma vez apresentados o objeto de estudo, a problemtica, as questes de pesquisa, os objetivos e a abrangncia do trabalho, espera-se ter construdo a base de referncia para o desenvolvimento de uma ferramenta confivel e precisa que auxilie efetivamente nas decises estratgicas de alocao da demanda, identificando, quantificando e colocando em prtica oportunidades de melhoria com o objetivo de gerar um desempenho superior do sistema em anlise. Sendo o objetivo do trabalho identificar a estratgia tima de alocao da demanda de centros de corte e dobra de ao em Usinas Siderrgicas, foram definidas etapas para atingi-lo. Primeiramente, identificou-se a necessidade de evidenciar a metodologia utilizada para a execuo do estudo de campo e a bibliografia necessria para dar o suporte conceitual s decises na prtica. Uma vez elaborado o modelo e revisados os estudos que, direta ou indiretamente, abordam o objeto de estudo, visando ilustrar a sua utilizao, ser realizada uma pesquisa de campo e, posteriormente, a anlise dos resultados. Por fim, sero apresentadas as concluses finais e consideraes do presente trabalho, fazendo-se uma anlise sistmica do problema. A seguir esto descritos os aspectos metodolgicos considerados para a consecuo dos objetivos propostos do presente trabalho. Refere-se metodologia utilizada para o delineamento da pesquisa e no desenvolvimento do modelo conceitual para o sistema em anlise. Segundo Demo (2000), metodologia significa etimologicamente, o estudo dos caminhos, dos instrumentos usados para se fazer cincia. uma disciplina instrumental, a servio da pesquisa. 2.1. DELINEAMENTO DA PESQUISA Quanto ao termo pesquisa, Gil (2002) o define (...) como o procedimento racional e sistemtico que tem como objetivo proporcionar respostas aos problemas que so propostos. A pesquisa desenvolvida mediante o concurso dos conhecimentos disponveis e a utilizao cuidadosa de mtodos, tcnicas e outros procedimentos cientficos. Selltiz (1959), em concordncia com Gil (2002), define que o objetivo da pesquisa descobrir respostas para perguntas, atravs do emprego de processos cientficos. Tais processos foram criados para aumentar a probabilidade de que a informao obtida seja significativa para a pergunta proposta e, alm disso, seja precisa e no-viesada. No existe, entretanto, um consenso entre os autores na classificao dos tipos de pesquisa, mas pode-se dizer que os estudos de pesquisa diferem quanto sua natureza bsica e quanto aos mtodos utilizados.

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2.1.1. Natureza do Estudo O tipo de pesquisa pode ser classificado de acordo com o objetivo e o grau em que o problema de pesquisa est cristalizado e, a seguir, com a natureza do relacionamento entre as variveis estudadas, enquadrando-se, segundo Mattar (2001), como: - Pesquisas Exploratrias: visam prover o pesquisador de maior conhecimento sobre o tema ou problema de pesquisa em perspectiva, medida que a familiaridade, o conhecimento e a compreenso do fenmeno so poucos ou inexistentes. - Pesquisas Descritivas: possuem objetivos bem definidos, procedimentos formais, so bem estruturadas e dirigidas para a soluo de problemas ou avaliao de alternativas de cursos de ao. Diferentemente do que ocorre nas pesquisas exploratrias, a elaborao das questes de pesquisa pressupe profundo conhecimento do problema a se estudado. - Pesquisas Causais: investigam as relaes de causa e efeito entre as variveis independentes (sobre as quais a empresa tem controle) e as variveis dependentes (sobre as quais a empresa no tem controle). A partir do exposto e recordando a questo de pesquisa: Qual a melhor estratgia de alocao da demanda de 11 centros de corte e dobra de ao e do mercado externo s 12 Usinas Siderrgicas?, o presente estudo caracterizado como um estudo de natureza descritiva, uma vez que o objetivo principal descrever as principais caractersticas do sistema objeto de estudo, analis-lo e, finalmente, estabelecer relaes entre variveis e fatos com a finalidade de se buscar um desempenho timo, tendo como principal embasamento para a ao a vasta gama de material terico disponvel. 2.1.2. Mtodo Utilizado Segundo Gil (2002), a classificao das pesquisas em exploratrias, descritivas e explicativas muito til para o estabelecimento de seu marco terico. Todavia, para analisar os fatos do ponto de vista emprico, para confrontar a viso terica com os dados da realidade, torna-se necessrio traar um modelo conceitual e operativo da pesquisa. O presente estudo fundamentado em pesquisa bibliogrfica, baseando-se em material j elaborado, constitudo principalmente de livros e artigos cientficos. O trabalho se prope a vincular a pesquisa terica prtica, atravs de um estudo de caso, objetivandose estudar profundamente um nico sistema, de maneira que seja alcanada sua compreenso de forma detalhada e que se possa, dessa forma, otimizar seu desempenho.

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3. PESQUISA BIBLIOGRFICA Com o objetivo de fornecer um embasamento para parte prtica deste trabalho, sero abordadas algumas questes-chave acerca do tema em estudo, de maneira a construir um quadro terico de referncia. 3.1. LOGSTICA: DEFINIES E OBJETIVOS Caso fosse vivel produzir todos os bens e servios no ponto onde eles so consumidos ou caso as pessoas desejassem viver onde as matrias-primas e a produo se localizassem, ento a logstica seria pouco importante. H um hiato de tempo e espao entre matrias-primas e produo e entre produo e consumo. Vencer tempo e distncia na movimentao de bens ou na entrega de servios de forma eficaz e eficiente a tarefa do profissional de logstica. O termo logstica no nico. H vrios sinnimos utilizados em seu lugar, como, por exemplo, distribuio fsica, administrao de materiais, gerenciamento de transportes e gerenciamento da cadeia de suprimentos. Segundo Watson-Ganty (1978), o objetivo da logstica agregar bens, da fbrica para o cliente, to economicamente quanto possvel, sujeito s restries de atendimento e manter nveis de estoque adequados para atender a demanda dos clientes. Tambm uma boa definio dada por Magee (1977): A administrao logstica industrial visa maximizar o valor econmico dos produtos ou materiais tendo-os disponveis, a um preo razovel, onde e quando houver procura. Essas definies deixam claro que a utilidade de um produto no depende s da forma do produto, mas tambm onde ele se encontra, e do fato de l estar quando for necessrio. Uma outra forma de definio do objetivo do sistema logstico dada por Poist (1994), que, atravs de uma abordagem histrica, estabelece os seguintes critrios:

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Era

nfase

Natureza Natureza do do Projeto Trabalho

Natureza da AnliseEconomia de Fretes Economia de Custos de Transporte Economias pela Integrao

Perspectiva

Critrio / Objetivo

Grau de Dificuldade na Implementao

Fretes

Pr LogsticaCustos Modais

Tcnica

Projeto de Sistemas de Transporte

Fretes

Mnimos Fretes

Baixo

Olhar Alm dos Mnimos custos Fretes de Transporte Olhar alm dos Custos de Transporte Olhar alm dos Custos Totais Mnimo Custo Total

Baixo

Mnimo Custo

Moderado

Logstica Integrada

Mximo Lucro

Especialista Gerencial

Projeto de Sistemas Logsticos

Relaes Custo / Servio Economias pela Integrao da Cadeia Produtiva

Mximo Lucro

Alto

Mxima Integrao Emcaixar o Sistema Logstico em Sistemas Maiores

Olhar alm da Mximo Lucro Realidade Intra- considerando Firma toda cadeia

Altssimo

Neologstica

Generalista Gerencial

Economias e Benefcios Interfuncionais

Olhar alm da Funo Logstica

Mximo Lucro para a Organizao

Altssimo

Tabela 3 - Comparao das Eras Logsticas e Enfoques Conceituais

Ressalta-se, a partir da abordagem apresentada, que o objetivo do presente trabalho situa-se na era da Logstica Integrada com nfase no Mnimo Custo Total. Ballou (1993) estabelece uma definio mais generalista, para o que chama de manifesto ou misso da logstica: A logstica empresarial trata de todas as atividades de movimentao e armazenagem que facilitam o fluxo de produtos desde o ponto de aquisio da matria-prima at o ponto de consumo final, assim como dos fluxos de informao que colocam os produtos em movimento, com o propsito de providenciar nveis de servio adequados aos clientes a um custo razovel. A logstica, ainda segundo o autor, compreende um conjunto de atividades funcionais que se repete vrias vezes ao longo do processo de abastecimento de matriaprima e de distribuio fsica. Estas atividades podem ser gerenciadas de diversas formas, variando de acordo com as caractersticas de cada organizao. As atividades funcionais so separadas em atividades primrias e atividades de suporte; atividades primrias so aquelas que no dependem das particularidades de cada negcio e representam a maior parcela dos custos logsticos totais, enquanto as atividades de suporte contribuem com a misso da logstica na medida em que tratam das particularidades operacionais de cada negcio, compreendendo:

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- Atividades Primrias: servio ao cliente, transporte, gerenciamento de estoques, fluxo de informaes e processamento de pedidos; - Atividades de Suporte: armazenagem, manuseio de materiais, compras, embalagens e manuteno de informaes. Deve-se salientar que alm de satisfazer a demanda, providenciando a mercadoria ou servio certo, no lugar certo, no tempo certo e nas condies desejadas, a logstica tambm deve estar alinhada com a estratgia competitiva da empresa, desempenhando suas atividades ao menor custo possvel. Segundo Gopal (1993), A estratgia logstica deve ser consistente com os objetivos e estratgias organizacionais e deve ser desenvolvida conjuntamente a ela, e no ser apenas um adjunto das estratgias de marketing e produo. Bowersox (1996) retrata bem esse aspecto: o principal desafio da logstica balancear as expectativas relacionadas ao nvel de servio e gastos, de maneira a alcanar os objetivos do negcio - a chave para alcanar a liderana logstica liderar a arte de casar a competncia com as expectativas e demandas centrais dos consumidores. O objetivo tpico das empresas desenvolver e implementar uma competncia logstica que satisfaa as expectativas centrais dos consumidores a um custo total real. Muito raramente a estratgia logstica desejada ser constituda pelo menor custo total possvel ou o maior nvel de servio possvel. 3.2. O PLANEJAMENTO LOGSTICO O planejamento logstico se prope a responder questes como: o que, como, quando e onde produzir e distribuir. Em outras palavras, ele envolve a determinao do nmero, tamanho e localizao das instalaes; a designao dos produtos e clientes a estas instalaes, em termos de origens e destinos; os nveis de estoques intermedirios e finais; o tipo e os modais de transporte; como o transporte vai ser feito em termos de ligaes, freqncias, tipos de veculos, dentre outras decises. O objetivo do planejamento encontrar a melhor forma de distribuir os produtos da fbrica para os clientes, ou seja, a otimizao da rede de logstica. A importncia do planejamento de rede logstica tem aumentado muito por causa dos impactos econmicos e das melhorias nos nveis de servio que um bom planejamento pode proporcionar, principalmente ao meio empresarial. Segundo Ballou (1993), h dois aspectos fundamentais que embasam o planejamento da rede de distribuio: - Aspecto Espacial: O planejamento da localizao espacial refere-se localizao de instalaes geogrficas, tais como plantas, armazns, etc. A escolha feita atravs do equilbrio de custos de produo, custos de manuteno de estoque, custos de instalao (custos de estocagem, manuseio e fixos) e custos de transporte. - Aspecto Temporal: O aspecto temporal representado pela disponibilidade do produto para satisfazer aos nveis de servio ao cliente. O processo de configurao de redes de distribuio, segundo Ballou (1999), pode ser dividido em trs etapas:

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- Levantamento de Dados: tem a finalidade de determinar quais dados sero necessrios, quais as suas fontes e como sero convertidos em informaes relevantes para o processo de planejamento da rede de distribuio; - Mtodos de Soluo: tem a finalidade de determinar quais os mtodos, principalmente os quantitativos, sero utilizados para solucionar o problema em questo; - Aplicao de Mtodos de Soluo: tem a finalidade de aplicar o mtodo proposto para encontrar a soluo do problema em questo. Portanto, para a gesto logstica, o processo de planejamento gira em torno de um tringulo de decises de localizao, de estoques e de transportes, com servios ao cliente sendo resultado dessas decises. O objetivo do processo de planejamento logstico realizar as operaes logsticas de uma forma tima e, como conseqncia, maximizar o valor para a empresa. 3.3. MODELAGEM DE REDES LOGSTICAS funo do profissional de logstica projetar e especificar as maneiras pelas quais produo e demanda devem ser compatibilizadas e como suas diferenas geogrficas devem ser transpostas medida que, raramente, clientes desejam comprar bens ou servios nos locais onde mais econmico produzi-los (Ballou, 1993). Segundo Shorten, Pfitzmann e Mueller (2005), avaliar a modelagem da rede logstica pode ser a chave da lucratividade e, at mesmo, da sobrevivncia de uma empresa. Segundo os autores, as avaliaes tm se tornado cada vez mais comuns medida que a modelagem da rede logstica vem se tornando um imperativo econmico e estratgico. Segundo Ballou (2001), localizar instalaes na rede logstica pode ser considerado o problema mais importante do planejamento estratgico logstico para a maioria das empresas. Ele estabelece as condies para a seleo apropriada e a boa administrao de servios de transporte e nveis de estoque. Para Alvarenga e Novaes (1994), o bom desenho da rede tem muita importncia no sucesso da racionalizao da empresa em termos logsticos. Por causa das muitas instalaes a serem consideradas de uma s vez, juntamente com mltiplos produtos alocados a elas, mltiplas fontes para atend-las e mltiplos clientes atendidos por elas, o problema de modelagem de rede logstica muito complexo. Por isso, os sistemas de apoios deciso so muito teis: o desenvolvimento dos computadores ajudou muito na utilizao da modelagem de problemas de localizao, principalmente por causa da velocidade de processamento e da capacidade de resolver problemas complexos. Mais importante que o fator tecnolgico, que um aspecto apoiador do processo, ressalta-se que a modelagem de redes de distribuio tem sido largamente difundida devido, sobretudo, aos impactos econmicos e s melhorias nos nveis de servio que podem proporcionar. Para Ross, Venkataramanan e Ernstberger (1998), o desejo gerencial de fazer mais com menos recursos pode ser alcanado atravs do emprego de procedimentos que identificam e reduzem os gastos e a ineficincia. Por isso, a anlise e a

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reviso dos caminhos utilizados pela logstica uma fonte muito importante para a eliminao de desperdcios e alcance de desempenhos superiores. Segundo Alvarenga e Novaes (1994), as empresas devem olhar para suas redes logsticas, considerando-se a misso, o projeto e operao delas, procurando alcanar trs objetivos principais: satisfao dos clientes, lucro e retorno sobre investimento a um nvel aceitvel. Em contrapartida, a empresa deve arcar com trs responsabilidades: entregar os produtos, operar ao menor custo possvel e investir em facilities. Salienta-se que olhar as empresas como um sistema integrado de aes dirigidas a objetivos, ou seja, v-las como uma rede integrada, potencializa o impacto competitivo de suas aes. Segundo Alvarenga e Novaes (1994), mais importante do que melhorar cada subsistema individualmente, muito mais proveitoso, em termos globais, pensar no sistema como um todo e, no caso da logstica, o enfoque sistmico vital. Para Fleury, a logstica deve ser tratada como um conjunto de componentes interligados, trabalhando de forma coordenada, com o objetivo de atingir um objetivo comum. Um movimento em qualquer um dos componentes de um sistema tem efeito sobre outros componentes do mesmo sistema. A tentativa de otimizao de cada um dos componentes separadamente no leva otimizao de todo o sistema, mas pelo contrrio, leva subotimizao. Segundo Bowersox (1996), o desempenho do sistema total de importncia singular medida que os componentes existem e so justificados somente pela extenso pela qual eles aumentam o desempenho do sistema - os componentes no geram individualmente o melhor ou timo desenho. esperado, portanto, que componentes interligados juntos em um sistema combinado produzam resultados finais maiores que os possveis atravs de desempenho individual. A prioridade reservada para o desenvolvimento de viso logstica alinhada com a realidade de mercado , cada vez mais, sustentada pela contribuio que o desempenho superior da logstica pode dar ao sucesso estratgico e pela possibilidade de alcanar vantagem competitiva sustentvel. Portanto, o descasamento entre estratgia logstica e estratgia empresarial apresenta-se como um fator decisivo para potencializar o fracasso empresarial. 3.4. MODELO CONCEITUAL Para a anlise dos fatos do ponto de visa prtico, para confrontar a viso terica com os dados da realidade, torna-se necessrio traar um modelo conceitual e operativo da pesquisa. Um modelo pode ser definido como uma representao simplificada de um evento especfico do mundo real, o sistema de interesse. Os modelos concentram elementos e informaes que permitem a anlise desse ltimo, no enfoque abordado. Segundo Gigch (1991), as principais razes de utilizar-se de um modelo so: - Simplificao da situao real atravs da abstrao; -Formalizao do um problema, atravs de sua adequao a modelos genricos conhecidos; 15

- Viabilizao da soluo do problema. - Otimizao dos resultados. Dada a complexidade e os trade-offs envolvidos nas operaes logsticas do sistema que objeto de estudo deste trabalho, o nico caminho prtico em direo aos objetivos do trabalho aquele que prope a elaborao de um modelo conceitual da situao real, com o propsito de facilitar o planejamento do trabalho e, posteriormente, a realizao das anlises.

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4. ELABORAO DO MODELO Segundo Chopra e Meindl (2003), em concordncia com Bender (1983), o modo mais eficiente de resolver um problema de alocao descrever o sistema em anlise como um modelo de otimizao de rede. Justifica-se, dessa forma, a elaborao de um modelo para o problema exposto no presente trabalho. Segundo Shapiro (1984) e Bender (1983), uma rede consiste em um certo nmero de ns, com certos pares de ns interligados por um ou mais arcos, os quais representam movimentao de recursos dentro do sistema em anlise. A aplicao da definio de rede na problemtica exposta no presente trabalho resulta na seguinte configurao: os arcos so representados pelas vias de transporte, os ns so representados pelas Usinas Siderrgicas, pelos Centros de Corte e Dobra de Ao, pelo Mercado Interno e pelo Mercado Externo. Ressalta-se que o fluxo que ocorre entre os ns traduzido pela movimentao de Vergalhes das Usinas Siderrgicas em direo aos Centros de Corte e Dobra de Ao, a movimentao de vergalhes beneficiados entre os Centros de Corte e Dobra de Ao e o Mercado de Vergalhes Cortados e Dobrados e a movimentao de Vergalhes e demais itens Laminados das Usinas Siderrgicas em direo ao Mercado Interno e ao Mercado Externo. A figura abaixo descreve o fluxo entre ns:Usina Siderrgica

Centro de Corte e Dobra de Ao Mercado Interno Mercado Externo

Mercado de Vergalhes Cortados e Dobrados

Figura 3 - Descrio do Fluxo

Segundo Bender (1983), os ns e os arcos podem ser caracterizados por atributos associados a valores. Os atributos associados aos ns e aos arcos do sistema objeto de estudo do trabalho so representados na tabela abaixo:

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Atributos - Custos Fixos e Custos Variveis Ns - Restries de Capacidade - Restries de Atendimento da Demanda - Custos de Transporte Arcos - Demais custos relacionados com a combinao origem-destino consideradaTabela 4 - Atributos Tpicos

4.1. ESTRUTURA DA SOLUO Cada Usina Siderrgica i = 1,2,...,I possui uma capacidade de produo CPi, alm de um custo varivel de produo por tonelada produto do tipo k CVki e um custo fixo de produo CFi associados a ela. A cada Centro de Corte e Dobra de Ao j = 1,2,..,J est associada uma demanda Djk, que corresponde ao volume de vergalho cortado e dobrado do tipo k demandado pelo mercado. Alm disso, em alguns pontos representativos do Mercado Interno e em alguns Portos disponveis j = 1,2,..,J, ser alocada a demanda de produto do tipo k correspondente demanda Djk do mercado interno e externo, respectivamente. Ao fluxo de produtos entre uma Usina Siderrgica i e um Centro de Corte e Dobra de Ao ou Mercado Interno ou Mercado Externo j est associado um custo de transporte por tonelada do produto CTij. Da mesma forma, ao fluxo de vergalhes entre um Centro de Corte e Dobra de Ao j e o Mercado m est associado um custo de transporte por tonelada de vergalho CTjm.. A representao grfica do problema encontra-se ilustrada na figura 4 e na figura 5.

Usina Siderrgica

Centro de Corte e Dobra de Ao Mercado Interno Mercado Externo Fluxo de Produtos Figura 4 Fluxo de Produtos

i

j

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Centro de Corte e Dobra de Ao

Mercado Fluxo de Vergalhes Figura 5 Fluxo de Vergalhes

j

m

4.2. MODELO MATEMTICO Dado que o objetivo deste trabalho no o estudo e a apresentao de algoritmos, e sim a modelagem matemtica para o tratamento de um problema especfico, optou-se, com base nas consideraes acima, pela apresentao e detalhamento de um modelo matemtico de programao linear inteira - mista, com o objetivo de determinar a alocao tima da demanda atravs da minimizao de uma funo de custos de produo e de transporte. As caractersticas e as condies do modelo so apresentadas a seguir. 4.2.1. HIPTESES DE MODELAGEM A modelagem de rede logstica de um sistema composto por Usinas Siderrgicas, Centros de Corte e Dobra de Ao, Mercado Interno e Mercado Externo pressupe algumas hipteses: - H um limite de capacidade de produo em cada Usina Siderrgica (i) que deve ser respeitado; - A quantidade total de produto (Djk) demandada pelos Centros de Corte e Dobra de Ao, pelo Mercado interno ou pelo Mercado Externo pode ser atendida por mais de uma Usina Siderrgica (i); - As peculiaridades produtivas existentes em cada Usina Siderrgica (i) devem ser respeitadas (as Usinas Siderrgicas tm mix de produo diferentes); - No h restrio de capacidade de transporte para o abastecimento dos Centros de Corte e Dobra de Ao, do Mercado Interno, do Mercado Externo (j) e do Mercado (m). 4.2.2. Especificao do Modelo O modelo a ser utilizado diz respeito minimizao de uma funo-objetivo representativa dos custos de produo e de transporte de produtos elaborados pelas Usinas Siderrgicas e demandados pelos Centros de Corte e Dobra de Ao, pelo Mercado Interno e Mercado Externo. Os principais ndices, parmetros e variveis respeitam a seguinte nomenclatura:

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- ndices: ndice i j Descrio Usinas Siderrgicas Centros de Corte e Dobra de Ao, Mercado Interno e Mercado Externo Mercado Tipo de Produto Intervalo (1,...,I) (1,...,J) Valor I= 12 J= 57

m k

(1,...,M) (1,...,K)

M=27 K= 66

- Parmetros: CVki = Custo Varivel de Produo associado ao produto k produzido na Usina Siderrgica i (R$ / tonelada de produto) CVkj = Custo Varivel do Servio associado ao vergalho k beneficiado pelo Centro de Corte e Dobra de Ao j (R$ / tonelada de vergalho) CFi = Custo Fixo de Produo associado Usina Siderrgica i (R$) (R$) CFj = Custo Fixo de Beneficiamento associado ao Centro de Corte e Dobra de Ao j

CTijk = Custo de Transporte do produto k da Usina Siderrgica i para o Centro de Corte e Dobra de Ao / Mercado Interno/ Mercado Externo j (R$ / tonelada) CTjmk = Custo de Transporte do produto k do Centro de Corte e Dobra de Ao j para o Mercado m (R$ / tonelada) Djk = Demanda do Centro de Corte e Dobra de Ao / Mercado Interno / Mercado Externo j associado ao produto k (toneladas) Dmk = Demanda do Mercado m associado ao vergalho k (toneladas) tki = Produo Horria do Produto k na Usina Siderrgica i (toneladas / hora) / hora) tkj = Produo Horria do Produto k no Centro de Corte e Dobra de Ao j (toneladas CPi = Capacidade de Produo da Usina Siderrgica i (horas/ms) CPj = Capacidade de Beneficiamento do Centro de Corte e Dobra de Ao j (horas/ms) - Variveis de Deciso: Yi = 1 se a Usina Siderrgica i atender ao Centro de Corte e Dobra de Ao / Mercado Interno / Mercado Externo j = 0 caso contrrio 20

Yj = 1 se o Centro de Corte e Dobra de Ao j atender ao Mercado m = 0 caso contrrio Qkij = Quantidade de produto do tipo k produzido pela Usina Siderrgica i para atender o Centro de Corte e Dobra de Ao / Mercado Interno / Mercado Externo j Qkjm = Quantidade de vergalho do tipo k beneficiado pelo Centro de Corte e Dobra de Ao j para atender ao Mercado m A especificao das equaes e inequaes pertinentes apresentada a seguir. 4.2.3. Funo-Objetivo Os modelos de otimizao procuram a soluo do problema de forma a atender aos objetivos estabelecidos. Isso feito atravs da definio de uma funo-objetivo, que uma representao matemtica dos objetivos a serem obtidos pela operao do sistema em anlise. A modelagem para determinar a melhor estratgia da alocao da demanda dos Centros de Corte e Dobra de Ao, do Mercado Interno e do Mercado Externo s Usinas Siderrgicas utiliza uma funo-objetivo relacionada com os benefcios econmicos gerados por sua operao expressos em termos monetrios. Essa funo objetivo visa a alocao da demanda de forma a minimizar o Custo Total de Produo e Transporte. (1) Funo-Objetivo:MinZ = (Yi CFi ) + (Y j CF j ) + (CVki Qkij ) + (CTijk Qkij ) + (CVkj Qkij ) + (CT jmk Qkjm )i j i k j i j k j k i j m k

A funo-objetivo (1) a ser minimizada composta de trs parcelas de custo: custo de produo, custo de servio e custo de transporte. A parcela de custo de produo dividida em uma parcela de custos variveis de produo, associados produo de uma tonelada de produto do tipo k, e uma parcela de custos fixos associados a determinada Usina Siderrgica i. A parcela de custo de servio dividida em uma parcela de custos variveis de servio, associados ao beneficiamento de uma tonelada de vergalho do tipo k, e uma parcela de custos fixos associados a um determinado Centro de Corte e Dobra de Ao j. A parcela de custo de transporte dividida em uma parcela de custos de transporte entre uma Usina Siderrgica i e um Centro de Corte e Dobra de Ao / Mercado Interno / Mercado Externo j e uma parcela de custo de transporte entre um Centro de Corte e Dobra de Ao e um determinado Mercado m. 4.2.4. Restries O modelo considera como restries as limitaes operacionais do sistema e os conceitos inerentes de um sistema logstico. A seguir apresentado o conjunto de restries do modelo.

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Qj

kjm

= Dmk

(2)

Q k

kij

j

t ki CPi

(3)

Q k i

kjm

t kj CPj

Q kij 0Q kjm 0

(4)

0 se

Yi =

Q Qj k j k

kij

=0 >0

1 se

kij

(5)=0 >0

Yj =

0 se1 se

Q

Qi k

i

k

kjm

kjm

- Restrio de Demanda: A equao 2 garante o atendimento completo da demanda do Mercado Interno, Mercado Externo e Mercado de Vergalhes Cortados e Dobrados, medida que a quantidade produzida pela Usina Siderrgica i e beneficiada pelo Centro de Corte e Dobra de Ao j corresponde respectiva quantidade demandada. - Restrio de Oferta: As duas inequaes 3 consideram a limitao da soma da produo dos tipos k de produto pela Usina Siderrgica i para atender ao Centro de Corte e Dobra de Ao / Mercado Interno / Mercado Externo j pela capacidade instalada da Usina Siderrgica i e a limitao da soma do beneficiamento dos tipos k de vergalho pelos Centros de Corte e Dobra de Ao j para atender ao Mercado m pela capacidade instalada no Centro de Corte e Dobra de Ao j. - Restrio de No Negatividade: As duas inequaes 4 indicam que as variveis de deciso Qkij e Qkjm no podem assumir valores negativos.

- Binrias: A equao 5 indica que as variveis de deciso Yij e Yjm so binrias, ou seja, somente podem assumir os valores 0 ou 1.

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5. SITUAO ATUAL

Os dados e as informaes que sero apresentados foram obtidos atravs de levantamentos junto ao grupo siderrgico do qual fazem parte as Usinas Siderrgicas e os Centros de Corte e Dobra de Ao. Portanto, tratam-se de dados reais, o que facilita a anlise dos resultados obtidos e favorece a validao da metodologia. O primeiro cenrio simulado refere-se aos dados histricos do sistema. Os resultados desse cenrio serviro como base de validao do modelo e base de comparao para os demais cenrios simulados. 5.1. A CONFIGURAO ATUAL DA REDE DE PRODUO E DISTRIBUIO FSICA Sero detalhadas as principais caractersticas do Processo Produtivo, dos Principais Insumos Produtivos, das Usinas Siderrgicas utilizadas para a produo, dos Centros de Corte e Dobra de Ao utilizados para o beneficiamento dos vergalhes, do Mercado Interno, do Mercado Externo, do Mercado de Vergalhes Cortados e Dobrados e da rede de transportes utilizada para o abastecimento dos Centros de Corte e Dobra de Ao e dos Mercados. 5.1.1. Fluxograma do Processo O fluxograma abaixo foi elaborado com o objetivo de ilustrar as vrias etapas do processo produtivo.

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Figura 6 - Fluxograma do Processo Produtivo

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A primeira etapa consiste na produo de Ferro-Gusa e de Ferro-Esponja, atravs dos Altos Fornos e da Reduo Direta, respectivamente. Esta etapa tem como principais matrias-primas: minrio de ferro, coque, carvo, no caso da produo do Ferro-Gusa, e minrio de ferro e gs natural, no caso da produo do Ferro-Esponja. O ferro, 4 elemento mais abundante no planeta, a principal matria-prima do ao. Ele encontrado na natureza sob a forma de minrio de ferro em rochas que precisam ser trituradas. Devido ao fato de o minrio de ferro ser rico em oxignio, ele precisa passar por um processo chamado de Reduo, o qual tem a funo de retirar o oxignio e as demais impurezas contidas nele. Para sofrer reduo, o minrio de ferro precisa ser fundido em Alto Forno a uma temperatura superior a 1200C, produzindo o ferro na forma lquida Ferro-Gusa. O combustvel dos maiores altos fornos o Coque, forma especial de carvo mineral, e, em altos fornos menores, utiliza-se Carvo Vegetal. Alternativamente, existe o processo de Reduo Direta, o qual ocorre em um reator. A uma temperatura de 950 C, o minrio de ferro reage com monxido de carbono e hidrognio, transformando-se em pelotas slidas e maleveis de Ferro-Esponja. O combustvel dessa reao o Gs Natural. A Figura abaixo ilustra o fluxo de produo do Ferro-Gusa e do Ferro-Esponja.

Figura 7 Fluxo de Produo do Ferro-Gusa e Ferro-Esponja

Alm do Ferro, outro insumo importante para a produo do Ao a Sucata. Aps ser prensada, cortada e triturada, a Sucata adicionada ao conversor e ao forno eltrico a arco de fuso e, ento, utilizada no processo de produo de ao. A figura abaixo ilustra o beneficiamento da Sucata.

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Figura 8 Beneficiamento da Sucata

A segunda etapa consiste na produo do Ao, atravs das Aciarias. A produo do Ao realizada atravs das seguintes matrias-primas: Ferro-Gusa e Ferro-Esponja, obtidos na etapa descrita anteriormente, Ligas, Sucata e Sucata de Gusa, comprados de terceiros. Nos casos em que a Usina Siderrgica possui Aciaria, mas no possui Altos-Fornos ou Reduo Direta, o Ferro-Gusa / Ferro-Esponja comprado de terceiros. Aps o processo de reduo, o Alto Forno libera o Ferro-Gusa em uma panela de transporte, o misturador. O misturador uma estrutura intermediria cuja funo estocar e transportar o Ferro-Gusa at o conversor, mantendo-o quente e em constante movimento. No conversor, o Ferro Gusa lquido misturado a ligas metlicas e recebe uma injeo de oxignio, funcionando como catalisador na elaborao do ao. O Ferro-Esponja, aps ser produzido pelo reator de Reduo Direta transportado at o forno eltrico a arco de fuso, onde ocorre processo similar ao que ocorre no conversor, com a fuso do ferro com ligas metlicas, obtendo o Ao. A figura abaixo ilustra a produo do Ao a partir do Ferro-Gusa e do Ferro Esponja.

Figura 9 Produo do Ao

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Quando necessrio, o Ao passa por uma etapa chamada Refino Secundrio realizada no forno panela, com o objetivo de ajustar sua composio qumica e temperatura. O Ao refinado transportado para o Lingotamento Contnuo, onde despejado em um distribuidor que o leva a diversos veios. Em cada veio, o Ao lquido passa por moldes de resfriamento para solidificar-se na forma de Tarugos, os quais so cortados em pedaos e destinados laminao. A figura abaixo descreve o processo de lingotamento de Tarugos.

Figura 10 Lingotamento de Tarugos

A terceira etapa envolve a laminao do Ao e produo dos produtos derivados do Ao, como os Vergalhes. Alm do Vergalho, as laminaes tambm produzem Fio Mquina, Cantoneira, Redondo, Chato, Perfil e Quadrado, os quais tambm sero levados em considerao no presente trabalho. O forno de reaquecimento eleva a temperatura do tarugo at uma faixa de 1000C a 1200C para permitir o processo de laminao. As gaiolas de desbaste proporcionam as primeiras deformaes do Tarugo, preparando-se para iniciar os passos nos cilindros intermedirios, os quais preparam o Tarugo laminado para a etapa final. As gaiolas do acabador tm a funo de atingir a forma do produto final e sua respectiva tolerncia dimensional. O produto final pode ser em Rolo ou em Barra. No caso do produto em forma de Rolo, o Bloco recebe o Tarugo laminado diretamente das gaiolas do intermedirio produzindo o laminado em rolo (Fio Mquina). O Fio mquina um tipo de Ao que se apresenta na forma de bobinas, as quais sero utilizadas na Trefilao (fabricao de Arames). No caso do produto em forma de Barra, o processo anterior vai at as gaiolas do acabador, de onde as barras laminadas so conduzidas at o leito de resfriamento. O produto cortado em comprimento comercial e embalado, estando pronto para a entrega ao cliente. As figuras abaixo ilustram o processo de Laminao.

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Figura 11 Processo de Laminao

Figura 12 Processo de Laminao (Continuao)

A quarta etapa considerada no fluxograma composta pelas Trefilas. Nesta etapa, o Fio Mquina trefilado (convertido em fio), dando origem aos Vergalhes do tipo Ca 60 e aos Estribos. A trefilao a transformao mecnica feita a frio com o objetivo de reduzir o dimetro do produto de acordo com a especificao do cliente. O produto armazenado na forma de bobinas e ser utilizado como matria-prima na produo de produtos comerciais. A figura abaixo ilustra o processo de trefilao.

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Figura 13 Processo de Trefilao

Os acabamentos e as dobras constituem a quinta etapa. Nesta etapa, alguns tipos de Vergalhes so endireitados ou dobrados, conforme a necessidade. Como pode ser observado no fluxograma, os produtos provenientes das etapas de laminao, trefila, acabamento e dobra direcionam-se para o Mercado Interno, Mercado Externo e para os Centros de Corte e Dobra de Ao, no caso dos Vergalhes e Estribos. Os Centros de Corte e Dobra de Ao, aps receberem os vergalhes, realizam seu beneficiamento e, por final, os distribuem para o mercado interno. O fluxograma detalhado do processo produtivo apresentado no anexo 1. 5.1.2. Usinas Siderrgicas Atualmente h doze Usinas Siderrgicas envolvidas no processo de produo dos diversos tipos de produtos provenientes do ao. A anlise em profundidade dessas unidades, a partir da tabela abaixo, deixa claro as particularidades operacionais de cada uma.Alto Forno 1 2 3 Unidades Industriais 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Reduo Direta Aciaria Laminao 1 Laminao 2 Trefila Acabamento Dobra Off-Line Dobra On-Line

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Tabela 5 - Usinas Siderrgicas

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5.1.2.1. Aspectos Operacionais dos Processos Produtivos Sero descritos os aspectos mais relevantes dos processos produtivos que compem as Usinas Siderrgicas. 5.1.2.1.1. Capacidades As capacidades de cada tipo de processo (Alto Forno, Reduo Direta, Aciaria, Laminaes, Trefila, Acabamento e Dobra) sero organizadas por bounds, os quais correspondem a regimes de produo ou nmero de turmas em operao. No modelo em anlise, a capacidade ser dividida em trs bounds: - Primeiro Bound : Capacidade com regime de produo de uma turma - Segundo Bound: Capacidade com regime de produo de duas turmas - Terceiro Bound: Capacidade com regime de produo de trs turmas 5.1.2.1.2. Indicadores Operacionais Os indicadores operacionais escolhidos como os mais relevantes analise dos processos produtivos foram o rendimento operacional e a produo horria. O rendimento operacional mensura quo eficiente o processo produtivo ao relacionar diretamente inputs com outputs. O clculo do rendimento operacional utilizado na anlise foi feito atravs da seguinte frmula: Rendimento Operacional = 1000/Input A produo horria pode ser traduzida como o ritmo da produo, o qual expresso, no presente trabalho, em tonelada / hora. Normalmente, a produo horria varia de acordo com as especificaes do produto produzido, ou seja, quanto mais complexo o produto, menor ser a produo horria associada a ele e vice-versa. A relao das produes horrias dos laminadores consideradas no trabalho apresentada no anexo 3. 5.1.2.1.3. Custos Os custos dos Processos Produtivos das Usinas Siderrgicas so compostos pelos seguintes itens: a) Custo do Emprego dos Insumos a soma dos custos dos insumos utilizados na produo. Os principais insumos utilizados na produo de ao so: minrio de ferro, sucata, sucata de gusa, ferro gusa, ferro esponja e ligas. b) Custo com Redutores o custo incorrido com os redutores necessrios ao processo de produo do Ferro Gusa / Ferro Esponja. Na produo do Ferro Gusa, os redutores utilizados so o carvo e o coque. Na produo do Ferro Esponja, o redutor utilizado o gs natural.

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c) Custos Operacionais Fixos so custos fixos os custos que independem do volume produzido. Os custos operacionais fixos incorridos no processo de produo em anlise so: custo com pessoal, custo de manuteno fixo, depreciao e gastos gerais. Os custos operacionais fixos variam conforme o bound em que se realizar a operao do processo. O clculo das faixas de custo fixo de acordo com o regime de operao feito atravs da multiplicao do custo de pessoal (R$/t) pela diferena em toneladas de um bound para o bound incremental. Ou seja, a diferena entre as faixas de custo fixo corresponde ao dispndio com a alocao de turmas incrementais. Deve-se ressaltar que com o objetivo de eliminar possveis distores causadas pela diferenas de tempo de aquisio dos equipamentos, o que poderia afetar diretamente os resultados da anlise, o valor da depreciao foi subtrado do custo fixo. d) Custos Operacionais Variveis so custos variveis os custos que variam de acordo com o volume de produo. Os custos operacionais variveis incorridos no processo de produo em anlise so: custo com energia eltrica, gs natural, gases para reaquecimento, oxignio, leo combustvel, cilindros e discos, eletrodos, cal, carburantes, refratrios e manuteno varivel. Os custos operacionais variveis so iguais para todos os bounds em que se possa realizar operao do processo medida que eles variam diretamente com o volume de produo, ou seja, no h necessidade de qualquer ajuste. As capacidades, os indicadores operacionais e os custos operacionais dos processos produtivos so detalhados no anexo 2. As capacidades so expressas em tonelada / ms ou horas / ms (no caso das laminaes), os custos variveis e os custos com pessoal em R$/t, a depreciao e os custos fixos em R$ e os rendimentos em %. 5.1.3. Insumos 5.1.3.1. Altos Fornos / Reduo Direta Os principais insumos empregados na produo do Ferro-Gusa / Ferro Esponja so: o minrio de ferro, o carvo, o coque e o gs natural. A tabela abaixo apresenta o custo CIF (frete incluso) desses insumos em R$/t.Insumos Altos Fornos (Terceiros)

Custo do Emprego / RedutorEmprego Redutor Minrio de Ferro CIF (R$/t) Carvo CIF (R$/t) Coque CIF (R$/t) Gs Natural CIF (R$/t)

Unidade Industrial1 29,9 70,1 1,9 2 24,7 81,3 3,3 6 27,3 70,8 3,4 10 54,4

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Tabela 6 - Custo do Emprego / Redutor

5.1.3.2. Aciarias 5.1.3.2.1. Insumos Prprios Algumas Usinas Siderrgicas possuem processos prprios para a produo dos principais insumos utilizados nas aciarias, o Ferro-Gusa e o Ferro-Esponja. A produo do 31

Ferro-Gusa realizada por cinco Usinas Siderrgicas (1, 2 e 6) e a produo do Ferro Esponja realizada por uma nica unidade (10). Os custos operacionais, alm de outros dados operacionais, relacionados produo do Ferro Gusa / Ferro Esponja so apresentados no anexo 2. 5.1.3.2.2. Insumos de Terceiros O fato de nem todas as Usinas Siderrgicas possurem processos prprios destinados produo de insumos utilizados na produo de ao gera a necessidade de compra desses insumos atravs de terceiros. Os insumos normalmente comprados de terceiros so: Sucata / Sucata de Gusa, Gusa Slido, Gusa Lquido e Ligas. A tabela abaixo apresenta os custos, em R$/t, da compra desses insumos.Unidade Industrial1 109,8125,8 7,8 5,3

CustosInsumos de TerceirosCusto CIF Sucata / Sucata de Gusa (R$/t)Custo FOB Gusa Slido 3 R$/t) Custo FOB Gusa Lquido 3s (R$/t) Ligas CIF (R$/t) Frete Gusa (R$/t)s(

3 93,9128,0 13,0 29,3

4 105,0125,4 13,3 24,2

5 109,8130,5 12,4 11,1

6 101,9126,7 139,4 11,5 1,6

10 100,3141,3 12,1 21,7

11 82,8137,4 9,0 21,4

12 85,9124,5 8,7 25,5

Tabela 7 - Custo de Insumos de Terceiros

A utilizao da sucata no processo de produo do ao de importncia singular medida que a reciclagem de sucata proporciona ganhos expressivos na otimizao dos processos, na reduo do consumo de energia, no aumento da produtividade e na obteno de custos operacionais competitivos. Uma observao importante que deve ser feita est relacionada ao fato de que a Sucata comprada precisa ser beneficiada antes de ser utilizada no processo de produo do ao. Esse processo realizado nos ptios de sucata existentes nas Usinas Siderrgicas que possuem aciarias. Os custos operacionais e os principais aspectos operacionais dos ptios de sucata de cada Usina Siderrgica apresentado no anexo 2. 5.1.3.2.3. Mix do Emprego A produo do ao realizada a partir da combinao de insumos. Esta combinao no fixa, mas varia, principalmente, em razo das caractersticas da Usina Siderrgica, da situao do mercado e da facilidade de acesso aos fornecedores de insumos. A tabela abaixo resume o percentual atualmente empregado de cada insumo em cada Usina Siderrgica.

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Emprego (%)InsumosSucata + Sucata GusaGusa Slido Gusa Lquido 3s Gusa Prprio Esponja

Unidade Industrial1 15%2% 83% -

3 80%20% -

4 80%20% -

5 75%25% -

6 22%10% 4% 64% -

10 42%58%

11 85%15% -

12 94%6% -

Tabela 8 - Emprego de Insumos nas Aciarias

5.1.4. Centros de Corte e Dobra de Ao Os Centros de Corte e Dobra de Ao so instalaes destinadas ao beneficiamento (corte / dobra) dos vergalhes produzidos pelas Usinas Siderrgicas, conforme a necessidade do cliente final. A importncia dos Centros de Corte e Dobra de Ao no contexto atual da construo civil devida a diversos fatores: necessidade de construir cada vez mais, prazos reduzidos, necessidade de reduo de custos, necessidade de maior segurana e tendncia de desenvolvimento de projetos cada vez mais ousados. O corte e a dobra do ao, ao serem realizados pelos centros de corte e dobra, e, portanto, fora do canteiro de obras, aumenta a produtividade, reduz o custo, elimina o desperdcio e assegura a qualidade da obra. O ao cortado e dobrado nos mais diversos formatos, com preciso absoluta, seguindo as especificaes do projeto. As principais vantagens oferecidas pelos centros de corte e dobra de ao so: - Maior espao no canteiro de obra - Eliminao da necessidade de equipamentos de baixa produtividade - Diminuio do capital de giro empregado - Eliminao de perdas por sobras de pontas e extravios - Racionalizao da mo-de-obra utilizada, reduzindo custos diretos e indiretos. Os Centros de Corte e Dobra de Ao so divididos, no presente trabalho, em trs categorias - pequenos, mdios e grandes: - Centros de Corte e Dobra de Ao pequenos: so aqueles com capacidade mxima de 800 toneladas - Centros de Corte e Dobra de Ao mdios: so aqueles com capacidade mxima de 2.400 toneladas - Centros de Corte e Dobra de Ao grandes: so aqueles com capacidade mxima superior a 2.500 toneladas Os custos operacionais e os aspectos operacionais relevantes dos centros de corte e dobra de ao so apresentados no anexo 2.

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5.1.5. Linha de Produtos A gama de produtos cuja alocao tima objetivo do presente trabalho composta pelos vergalhes do tipo Ca25, Ca50 e Ca60. Deve-se salientar que a alocao tima dos vergalhes sem a considerao do restante do sistema no qual eles esto inseridos gera resultados sub-timos. Com a finalidade de realizar uma anlise completa, abrangendo todo o sistema e resultando na otimizao global justifica-se a necessidade de ampliar o conjunto de produtos considerados, ainda que objetivo central esteja focado na alocao tima dos vergalhes. Os demais produtos considerados na anlise, alm dos vergalhes, so: estribo, cantoneira, chato, perfil, quadrado, redondo e fio mquina. Estes produtos, em conjunto, podem ser classificados como laminados longos comuns. O grfico abaixo deixa explcita a relevncia dos produtos selecionados para a anlise. Os Laminados Longos Comuns representam 68% das vendas considerando todas as linhas de produto da empresa. Em territrio nacional, representam 32% das vendas e, no exterior, 68% das vendas.

Grfico 1 Linha de Produtos

A relao detalhada dos produtos que compem a anlise e o preo de venda desses produtos apresentada no anexo 4. 5.1.6. Demanda 5.1.6.1. Distribuio Geogrfica da Demanda Um estudo de otimizao da alocao da demanda pode ter como escopo toda a rea onde est presente o mercado consumidor ou restringir-se a apenas parte dela. Nesse ltimo caso, ser gerado um resultado sub-timo, uma vez que parte do sistema no foi considerado. Por essa razo, ser considerado todo o territrio brasileiro como escopo.

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Alm da demanda do mercado interno, deve-se ressaltar que a globalizao incrementou consideravelmente o intercmbio de mercadorias entre pases, resultando em volumes relevantes, mesmo quando comparados aos fluxos internos. Atualmente, os volumes exportados representam uma parcela significativa do faturamento das empresas brasileiras e tornaram-se fundamentais lucratividade delas, principalmente quando o mercado interno enfrenta situaes de desaquecimento. Pelas razes acima, o estudo ter como escopo alm do territrio brasileiro, o territrio internacional. 5.1.6.2. Seleo do Conjunto de Cidades que Representam o Mercado O sistema desenvolvido prope-se a analisar toda a extenso territorial brasileira e os principais mercados internacionais, evitando, assim, que anlises em regies limitadas venham a propor uma configurao subotimizada. A princpio, a demanda poderia ser composta com todas as cidades do territrio brasileiro e internacional. Contudo, isto traria as seguintes desvantagens: a) Enorme trabalho no levantamento e cadastramento de dados no sistema b) Queda no desempenho do programa devido ao crescimento do nmero de alternativas a serem consideradas. Por estas razes, uma simplificao foi necessria: o mercado interno ser representado por um conjunto formado pelas capitais brasileiras. Esta simplificao pressupe que cada uma destas capitais, ou cidades-plo, representa as demais cidades que se situam em sua redondeza. Com relao ao mercado internacional, este, como o mercado interno, tambm ser representado por um conjunto de cidades-plo consideradas como as mais relevantes para a operao do negcio no exterior. Deve-se ressaltar que, alm do mercado externo via porto, alguns pases limtrofes esto representados no modelo atravs de suas capitais. A relao das cidades-plo, internas e externas, e os portos considerados no estudo apresentada no anexo 5. 5.1.6.3. Estimativa da Demanda Para a aplicao do modelo, faz-se necessria a estimativa da demanda dos produtos, uma vez que os fluxos dos produtos so funo dela. Para cada ponto de demanda est associada uma quantidade de produto demandada. A quantidade de produto, por ponto de demanda, foi calculada pela demanda mdia entre os meses de Janeiro e Setembro de 2005. A quantidade de vergalhes demandada, organizada por regio e cidade plo, apresentada no anexo 6.

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5.1.7. Transporte de Insumos e Produtos Acabados A logstica da rede formada pelas Usinas Siderrgicas, Centros de Corte e Dobra de Ao e Mercado corresponde movimentao dos insumos, matrias-primas e produtos acabados. O transporte atravs da cadeia logstica pode ser dividido em trs partes. Cada parte possui caractersticas peculiares, na medida em que a matria-prima vai se transformando em produto acabado: - Abastecimento das Unidades de Produo: envolve a logstica de suprimento, ou seja, o transporte da matria-prima desde os vrios fornecedores at as Usinas Siderrgicas. No caso em estudo, Sucata, Gusa, Sucata de Gusa, Ferro Esponja e Ligas so exemplos das principais matrias-primas e envolvidas no processo. - Abastecimento de Centros de Distribuio: representando, no presente trabalho, pelo transporte dos produtos acabados das Usinas Siderrgicas at os Centros de Corte e Dobra de Ao. - Distribuio: o transporte entre os Centros de Corte e Dobra de Ao e Usinas Siderrgicas e o mercado consumidor. 5.1.7.1. Modais O custo tonelada / quilmetro apresenta grandes variaes dependendo do modal que est sendo usado. Por esta razo, a prtica, quanto aos modais, observada no caso em estudo deve ser apresentada. A tabela a seguir, extrada do Boletim Estatstico da Confederao Nacional do Transporte (Referente ao Ano de 2004), ilustra a participao dos modais no transporte de cargas.

Tabela 9 - Modais

Dos cinco modais existentes (Rodovirio, Ferrovirio, Aquavirio, Dutovirio e Areo), apesar da rica hidrografia e das distncias continentais existentes no territrio brasileiro, o modal rodovirio teve a participao de cerca de 60% no transporte de Cargas em 2004. Este fato encontra as seguintes explicaes:

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- O modal areo, devido ao seu alto custo, apenas usado para cargas em casos emergenciais, ou, em raras situaes, para mercadorias com alto valor agregado e pequeno volume. Portanto, no se aplica ao transporte de commodities, como o ao. - O modal ferrovirio, ideal para transpor dimenses continentais medida que seu custo relativamente baixo, restringe-se no Brasil pela falta da investimentos. A escassa malha ferroviria brasileira caracterizada por problemas tcnicos, como diferenas de bitolas de trilhos entre um estado e outro, e a total falta de confiabilidade no cumprimento dos prazos. - O modal aquavirio vem se desenvolvendo recentemente, com a construo de hidrovias, mas apresenta problemas semelhantes aos enfrentados pelo modal ferrovirio e, pelas mesmas razes, no aproveitado. - A intermodalidade, ou seja, a utilizao combinada de dois ou mais modos, uma opo possvel, mas devido aos problemas citados acima no ser levada em considerao no presente trabalho. Justifica-se, portanto, a escolha do modal rodovirio para a anlise do caso apresentado. 5.1.7.2. Custos de Transporte Os custos de transporte so, normalmente, os principais custos logsticos presentes em uma rede logstica. Posto que, dentro do escopo do estudo, o nico modal utilizado o rodovirio, o custo total de transporte composto por: a) O custo de transporte das matrias-primas dos fornecedores s Usinas Siderrgicas b) O custo de transporte dos produtos das Usinas Siderrgicas aos Centros de Corte e Dobra de Ao, ao Mercado Interno e ao Mercado Externo c) O custo de transporte dos Centros de Corte e Dobra de Ao ao Mercado de Vergalhes Cortados e Dobrados O custo de transporte de insumos utilizados pelas Usinas Siderrgicas foi apresentado anteriormente, restando, apenas, o detalhamento do custo de abastecimento dos Centros de Corte e Dobra de Ao e o custo de distribuio. As principais caractersticas do sistema de transporte para o abastecimento dos Centros de Corte e Dobra de Ao e dos Pontos de Demanda compreendem as distncias entre as localidades e os respectivos tempos de viagem. As tabelas que apresentam as caractersticas atuais do transporte utilizado esto detalhadas no anexo 7. 5.1.8. Incentivos Fiscais Devido ao fato de algumas Usinas Siderrgicas situarem-se em regies favorecidas por incentivos fiscais, de extrema importncia que estes incentivos sejam considerados no

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modelo em anlise medida que estes afetam diretamente a competitividade da regio. Os incentivos fiscais considerados no modelo so: a) FUNDOPEM (Fundo Operao e Empresa) um incentivo destinado atrao de investimentos industriais para o Rio Grande do Sul. Objetiva apoiar investimentos em empreendimentos industriais que visem ao desenvolvimento scio-econmico integrado do Estado. Dentre suas aes, apia empreendimentos que promovam a incorporao de avanos tecnolgicos do processo ou do produto e a melhoria na qualidade do meio ambiente. O empreendimento incentivado pelo FUNDOPEM adquire o direito de, mensalmente, deduzir parte do valor do ICMS devido em decorrncia da comercializao de seus produtos no mercado brasileiro. A parcela deduzida mensalmente do valor do ICMS incremental devido pelo empreendimento financiada nas seguintes condies: - limite mensal de at 9% do faturamento bruto incremental, no podendo exceder 75% do ICMS incremental gerado no mesmo ms pelo empreendimento incentivado - limite total at