Uma metodologia de otimização integrada para a colheita e o transporte de produtos florestais

Abstract

Resumo: Desde a década de 1960, visando otimizar o planejamento florestal, trabalhos científicos foram desenvolvidos apartir do emprego de técnicas de Pesquisa Operacional. Nas décadas de 80 e 90, os trabalhos foram divididos em níveis hierárquicos de planejamento e apresentaram a aplicação de diversas técnicas de Pesquisa Operacional, como Programação Linear, Heurísticas e Metaheurísticas . Esta tese apresentará uma perspectiva sobre o nível operacional do planejamento florestal, além de uma ampla revisão sobre os trabalhos que envolveram aplicações da Pesquisa Operacional em todo o planejamento florestal. O objetivo desta tese é apresentar uma metodologia de otimização que integre dois problemas importantes do planejamento florestal em nível operacional, agendamento da colheita e transporte dos produtos florestais colhidos. No desenvolvimento da metodologia considerou-se as características dos cenários florestais, dos talhões que podem ser colhidos, das demandas pelos produtos, das frentes de corte disponíveis e dos centros de demanda . A metodologia proposta baseou-se na metaheurística Simulated Annealing e visa otimizar o planejamento florestal para um curto horizonte de planejamento . Esta metodologia se mostra inovadora , pois não foram encontrados outros trabalhos na literatura que apresentassem métodos de solução integrada para a colheita e o transporte de produtos florestais. Foram utilizados três valores diferentes para o parâmetro de atualização da temperatura do Simulated Annealinge os resultados mostraram que a metodologia é capaz de otimizar este problema integrado, atingindo uma melhoria média de 30% em relação à prim eira solução factível encontrada . Para avaliar o método proposto, foi elaborado um modelo de Programação Linear Inteira Mista para o problema integrado proposto na tese. A comparação entre o desempenho do método proposto e do modelo matemático , para um mesmo período de tempo, demonstrou a eficácia das soluções obtidas pelo método. As soluções também demonstraram que os três valores diferentes para o parâmetro de atualização da temperatura do Simulated Annealing não apresentaram diferenças em nível de 5% de significância .

Abstract: Since the 1960s, several papers have been developed about the use of Operations Research techniques in forest planning. From the 1980s to the 1990s, these papers were divided in hierarchical planning levels. These papers presented application of different Operations Research techniques on Linear Programming , Heuristics and Metaheuristics . Although the focus of this thesis is on the operational level of forest planning, it also seeks to present a broad review about the papers which dealt with these applications of Operations Research techniques on forest planning. The aim of this paper is to present an optimization methodology that integrates two crucial problems seen forest planning on the operational level, the scheduling of forest harvesting and the transportation of harvested products. The methodology takes into account characteristics of the forest scenarios, the plots that can be harvested, the demand for forest products , the available harvest teams and the demand centers. The methodology was based on Simulated Annealing metaheuristic and it aims to optimize a short-time forest planning. As there were no other studies in the literature that presented methods of integrated solution for the harvesting and transport of forest products, it can be said that this methodology have an innovative approach. Three different values for temperature update parameter of Simulated Annealing were used for and results showed that the proposed methodology was able to optimize this integrated problem, reaching a 30% increase over the first feasible solution found. A Mixed-Integer Linear Program model for integrated problem was developed in order to evaluate proposed methodology . Comparison be tween methodology performance and model performance showed the efficiency of methodology to find solutions, in the same period. Also, the three different parameters for temperature update on Simulated Annealing did not show significant differences at the 5% level. .