O PLANFLOR é um sistema de apoio à decisão desenvolvido para o Departamento de Planejamento Florestal da Votorantim Celulose e Papel (VCP). Desenvolvido em linguagem AIMMS, baseia-se num modelo de Programação Misto-Inteira de grande porte, para o planejamento florestal otimizado.
A Votorantim
A Votorantim Celulose e Papel é controlada pelo Grupo Votorantim, um dos maiores conglomerados empresariais da América Latina. Produz celulose de mercado e papéis especiais e de imprimir e escrever. Possui unidades de produção de celulose em Jacareí-SP e em Três Lagoas-MS. Sua base florestal é de 314 mil hectares plantados com eucalipto, distribuídas pelos estados de SP, MS e RS.
A Unidade Jacareí foi a primeira fábrica do mundo a produzir 1 milhão de toneladas de celulose branqueada com um único digestor, em 1995. A Unidade Jacareí é suprida com madeira proveniente das Unidades Florestais Capão Bonito e Vale do Paraíba, ambas localizadas no Estado de São Paulo.
O maior objetivo do Planejamento Florestal de Longo Prazo é determinar as sequências de estado dos vários lotes de forma a garantir o suprimento de madeira segundo:
- O plano estratégico de produção da fábrica;
- Os custos associados às diversas operações da manejo das glebas.
O plano deve contemplar também a necessidade de novas implantações, para suprir demandas crescentes por madeira.
Além disso, deve considerar o estado inicial dos diversos lotes (estoque de madeira em pé estratificada por idade). Tal condição de contorno pode mostrar uma floresta ainda desajustada, de forma que alternativas de corte com idades diferentes da idade ótima de 7 anos devam ser consideradas, para reestabelecer o equilíbrio do sistema. As várias possibilidades de intervenção e de corte em idades diversas podem ser representadas na forma de uma máquina de estados.
Há ainda outros condicionantes que devem ser observados no problema, como limitações operacionais e orçamentárias das diversas etapas do processo (silvicultura, transporte e colheita).
O Desafio
A UniSoma foi contratada pela Votorantim para desenvolver uma nova versão do PLANFLOR. Ela deveria substituir todo o ferramental corrente de planejamento de longo prazo baseado em planilhas, sistematizando as boas práticas relativas ao processo desenvolvidas por seu núcleo de trabalho. O primeiro desafio para o projeto foi seu prazo exíguo de 3 meses.
Além disso, para este projeto, a UniSoma estabeleceu uma meta interna de rever em profundidade o modelo matemático do PLANFLOR, à luz dos avanços computacionais ocorridos, tanto em termos do aumento da capacidade de processamento das máquinas como das evoluções das ferramentas de modelagem algébrica e de resoluções de problemas de programação matemática (solvers comerciais).
A Solução
A versão do PLANFLOR desenvolvida em AIMMS para a Votorantim baseia-se num modelo de programação misto-inteira flexível e inovador. Quebrando paradigmas, a nova solução não descarta nenhuma possibilidade a priori, o que ocorria na antiga versão do PLANFLOR.
Tal formulação assemelha-se às soluções comerciais para planejamento florestal de longo prazo, com a diferença de que na nova versão do PLANFLOR os lotes são tratados individualmente (ou ad-hoc), enquanto que nos pacotes em voga o controle se faz geralmente sobre uma área florestal (um conjunto de lotes), com a necessidade de um desdobramento posterior lote-a-lote, segundo métodos aproximados.
Os principais resultados gerados pela solução são os seguintes:
- Plano de manejo dos lotes, com detalhamento das principais operações, volumes e custos planejados;
- Plano de abastecimento gerencial;
- Gráficos e tabelas de volumes e custos de transporte de madeira, madeira cortada, madeira em pé, silvicultura;
- Gráficos e tabelas de dados das restrições de atividades incluídas pelo usuário;
- Visualização GIS da solução, permitindo a identificação de restrições espaciais não explícitas com antecedência, mas que são operacionalmente relevantes.
Os Resultados
“A implantação do PLANFLOR na VCP está propiciando uma visão integrada de planos florestais, seus impactos econômicos, e grande economia de tempo na elaboração de cenários, conforme as diretrizes da empresa.”
Davi Rodrigues de Souza, Gerente de Planejamento Florestal.
O PLANFLOR permitiu a representação da evolução das diferentes opções de manejo das atividades florestais, em todas as glebas controladas pela Votorantim Celulose e Papel viabilizando a geração de planos integrados para o suprimento de suas fábricas de celulose ao longo do horizonte de planejamento de longo prazo.
Além disso, a quantificação dos vários tipos de custos tem permitido a obtenção de soluções de “compromisso” otimizadas, para os diferentes cenários de planejamento, o que tem se traduzido em ganhos econômicos substanciais.
