Otimização sustentável na cadeia de suprimentos de produtos da hortifruticultura : desenvolvimento de modelos de programação matemática para gestão da sustentabilidade

Abstract

A Gestão da Sustentabilidade da Cadeia de Suprimentos (GSCS) é definida como um pensamento estratégico, transparente e integrado para atingir objetivos econômicos, sociais e ambientais numa coordenação sistêmica de processos interorganizacionais ao longo da cadeia de suprimentos (CS). As organizações vêm demonstrando um crescente interesse em minimizar os impactos do seu processo produtivo. Nesse sentido, um problema de GSCS pode ser formulado como um problema de otimização. Uma das formas para se incorporar as perspectivas ambientais e econômicas nos projetos de otimização é tratar os requisitos ambientais como um objetivo à parte, além do objetivo econômico, numa formulação multiobjetivo. Particularmente, a aplicação da GSCS é motivada pelo sistema de análise adotado, que abrange as fases do ciclo de vida do produto. Nesse contexto, é observado um importante crescimento da Avaliação do Ciclo de Vida (ACV) como técnica de avaliação de impactos. A aplicação da ACV em conjunto com técnicas de Programação Matemática (PM) possibilita às organizações a avaliação acerca dos impactos de suas decisões, considerando uma diversidade de aspectos ao longo de toda a cadeia de suprimentos. O presente trabalho tem como objetivo o desenvolvimento de modelos que auxiliem na gestão da sustentabilidade da cadeia de suprimentos (GSCS), especialmente na etapa de transporte de produtos da hortifruticultura do campo até o supermercado, envolvendo pequenos agricultores da região do município de Umuarama, no Estado do Paraná, Brasil. Na formulação dos casos de estudo, foi realizada a descrição da CS estudada, para posterior formulação dos modelos de Programação Linear (PL). Para resolver o problema de otimização foi utilizado o ambiente GAMS, com o solucionador CPLEX. Na otimização multiobjectivo (OMO) foi utilizado o método ?-restrição. As preferências foram articuladas na análise pós-ótima das soluções de Pareto obtidas para o problema. Os "pontos de joelho" foram utilizados como critério para a obtenção das Melhores Soluções Praticáveis (MSP) para o problema. Também foi realizado o estudo de indicadores de impactos ambientais, em primeiro plano com base em informações disponibilizadas pelos fabricantes de veículos automotores e em segundo plano com base na metodologia ReCiPe de ACV. Nesse sentido, os dados do inventário para o problema foram obtidos a partir de diferentes fontes: entrevistas com produtores, transportadoras, armazéns e supermercados e consulta ao banco de dados ecoinvent versão 3.3. A abordagem apresentada nesse trabalho propõe a maximização do objetivo lucro esperado, satisfazendo ao mesmo tempo, de maneira equilibrada os objetivos conflitantes custo e o objetivo impacto ambiental. Os resultados mostraram que as soluções obtidas pela abordagem proposta forneceram informações valiosas sobre o problema de desempenho da CS avaliada, ajudando os tomadores de decisão para adoção de alternativas para processos mais sustentáveis

Supply Chain Sustainability Management (SCSM) is defined as a strategic, transparent and integrated thought to achieve economic, social and environmental goals in a systemic coordination of interorganizational processes of the supply chain (SC). Organizations have been demonstrated a growing interest in minimizing impacts of their production process. In that sense, a SCSM problem can be formulated as an optimization problem. One way of incorporate environmental and economic perspectives into optimization projects is to treat environmental requirements as a separate objective, besides the economic objective, in a multiobjective formulation. In particular, the application of SCSM is motivated by the analysis system adopted which covers the phases of the product life cycle. In this context, an important growth of the Life Cycle Assessment (LCA) is observed as an environmental impact assessment technique. The combination of LCA together with techniques of with Mathematical Programming (MP) enables organizations to assess impacts of their decisions considering a variety of aspects throughout the supply chain. The objective of this study is the development of that help in the management of the supply chain sustainability (SCSM)geared towards to the transportation of products from the hortifruticulture field to the supermarket, involving small farmers in the region of the municipality of Umuarama, in the State of Paraná/Brazil. In the formulation of the case studies, a description of the studied SC is made, for later formulation of the Mixed Integer Linear Programming (MILP) model. GAMS software was used to solve the optimization problems with the CPLEX solver. In addition, the study of environmental impact indicators is carried out in the foreground based on information provided by automobile manufacturers, in the background based on the ReCiPe methodology. Then, the inventory data for the problem were obtained from different sources: interviews with producers, transporters, warehouse and supermarkets; consulting the ecoinvent version 3.3 database. In multiobjective optimization (MOO) the ?-restriction method is adopted. The preferences were articulated in the post-optimal analysis of the Pareto solutions obtained for the problem. The "knee points" were determined as criteria to obtain the Best Practical Solutions (BPS) for the problem. The approach presented in this tesis proposes solutions to achieve the objective of the expected maximized profit, satisfying the objective cost and the environmental impact objectives. The results showed that the solutions obtained by the proposed approach provided valuable information about the performance of the CS evaluated, helping decision makers to adopt and elaborate more sustainable process alternatives