P&D em Engenharia de Produção, Itajubá, v. 10, n. 2, p. 208-222, 2012
Introdução do conceito de gestão transporte
colaborativo entre empresas manufatureiras e
transportadores marítimos utilizando a
abordagem de agentes autônomos
Introduction of the collaborative transportation management concept between
manufacturers companies and maritime carriers using the autonomous agents
approach
Vanina Macowski Durski Silva1
Sérgio Adriano Loureiro2
Antonio Galvão Novaes3
Antonio Sérgio Coelho3
Resumo: Ao longo das cadeias de importação/exportação a atividade de transporte gera
importante custo que impacta diretamente na eficiência da cadeia logística global. Experimentos
mostram resultados satisfatórios em termos de redução no tempo de entrega, aumento da
produtividade dos recursos de transporte bem como economias de escala através da
implementação da Gestão do Transporte Colaborativo (GTC), o qual tem por objetivo criar
alianças entre empresas no intuito de compartilhamento de recursos e informações. Neste
contexto, este estudo propõe um conceito de ferramenta que auxilie as empresas em suas tomadas
de decisão. Pesquisou-se sobre a era da Logística Colaborativa e a Gestão do Transporte
Colaborativo e, foram realizadas entrevistas com empresários e especialistas de modo a validar a
proposta de estudo, além de obter dados para inserção no modelo. Posteriormente, foi realizado
um estudo sobre o método Agent Based Modeling and Simulation. Assim, são apresentados os
principais parâmetros que podem auxiliar a logística marítima de produtos manufaturados e,
baseado na teoria dos Agentes Autônomos aplicada à problemas logísticos, é iniciada a
modelagem do problema. O modelo proposto contribuiu para a análise dos efeitos sistêmicos da
política de colaboração entre indústrias manufatureiras, as quais se unindo fortalecem o poder de
barganha sobre os armadores marítimos, influenciando na redução do preço de frete marítimo.
Este trabalho contribuiu para o entendimento da importância de se adotar uma abordagem
interdisciplinar para lidar com os problemas do transporte marítimo.
Palavras-chave: Gestão do transporte colaborativo; Exportação de manufaturados;
Transportadores marítimos; Agentes autônomos; Tomada de decisão.
1 Universidade Tecnológica Federal do Paraná
- UTFPR
2 Universidade de Campinas – UNICAMP
3 Universidade
Federal de Santa Catarina - UFSC
[email protected]; [email protected]; [email protected]; [email protected]
Introdução do conceito de gestão transporte colaborativo...
209
Abstract: Along export/import chains transportation has an important cost impacting directly
on the efficiency of the whole chain. Experiments show satisfactory results in terms of reduced
delivery time, increased productivity of transportation resources as well as economies of scale
by the implementation of the Collaborative Transportation Management (CTM), which aims to
create business alliances oriented to share resources and information. In this context this study
proposes a concept of a tool for helping companies on their decision making. It was researched
about the Collaborative Logistics era and the Collaborative Transportation Management and, in
order to validate the study proposal and to obtain data to insert in the model. Some interviews
were executed to entrepreneurs and specialists. Subsequently, it was performed a study about
Agent Based Modeling and Simulation. It identifies the major parameters that could support the
maritime logistics of manufactured goods and, based in the autonomous agent theory applied to
logistic problems, the modeling is started. The proposed model contributed to the analysis of the
systemic effects arising from the collaboration policies among the manufacturing industries,
which strengthen the bargain power if acting allied to each other, and have the power to
influence the maritime freight rate reduction. This work contributed to the comprehension of
the importance of adopting an interdisciplinary approach to deal with the maritime
transportation problems.
Keywords: Collaborative transportation management; Manufactured exports; Maritime
carriers; Autonomous agents; Decision making.
1. INTRODUÇÃO
No Brasil o comércio exterior tem sido pouco utilizado como fator pró-ativo da estratégia do
desenvolvimento pois historicamente as negociações entre os diversos participantes da cadeia de
exportação tem apresentado conflitos. Observa-se que cada elo busca minimizar seus custos individuais, o
que normalmente não converge ao ótimo global da cadeia de suprimentos. Sendo assim, empresas estão
sendo forçadas a repensar seus procedimentos, a utilizar técnicas de reengenharia e redefinir os
relacionamentos e os modelos de suas cadeias de suprimentos de modo a reduzir custos, aumentar
eficiências e obter vantagem competitiva.
No intuito de diminuir estes problemas recentemente emergiu o conceito de Collaborative Transportation
Management (CTM), dentro do novo conceito de logística colaborativa. Difundido mais fortemente a partir
do ano 2000 através da abordagem do Collaborative Planning, Forecasting and Replenishment (CPFR), o CTM
tem sido apontado pelos especialistas como uma ferramenta útil para proporcionar reduções nos custos
das transações e riscos, aumento no desempenho de serviço e capacidade, bem como a obtenção de uma
cadeia de suprimentos mais dinâmica (SILVA et al., 2009).
Devido às empresas brasileiras exportadoras estarem buscando maior competitividade, devem deixar de
agir de forma individualista e começarem a agir de forma colaborativa. Para isso é preciso, portanto que
haja um detalhado compartilhamento de dados e informações por parte dos agentes da cadeia logística, de
modo a formar uma sólida parceria. Entende-se por agente, cada um dos integrantes desta cadeia, como,
por exemplo, na cadeia logística marítima: a empresa produtora, o transportador rodoviário, o
transportador marítimo e a carga a ser transportada.
Assim, realizado levantamento bibliográfico bem como efetuado contato com empresários do ramo,
verifica-se que existe restrito trabalho científico que explore esta temática voltada às indústrias de
manufatura, transitários e transportadores marítimos, no intuito de contribuir com a exportação. Há,
portanto, uma lacuna ainda a ser explorada no que se refere à pesquisa para a resolução do problema de
210
Silva et al.
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transporte colaborativo de cargas por parte das indústrias de manufatura utilizando-se do modal
aquaviário. Assim sendo, este artigo tem como objetivo apresentar um modelo que analise os efeitos
sistêmicos da política de colaboração entre indústrias manufatureiras que utilizam o transporte marítimo
para a exportação, levando em consideração os principais parâmetros estratégicos e operacionais
envolvidos nessa operação.
Deste modo, este trabalho, parte de uma tese de doutorado, objetiva apresentar sucintamente um panorama
da exportação brasileira e seu funcionamento da cadeia de exportação de manufaturados utilizando o modal
marítimo, a definição do novo termo logístico CTM, seu modo de implementação em uma cadeia logística
marítima, bem como principiar a aplicação do conceito de agentes autônomos para modelar e analisar este
problema de transporte.
Pode-se dizer que este trabalho é do tipo bibliográfico e quanto à sua natureza pode ser considerado como
qualitativo, visando gerar conhecimentos para futura aplicação prática em problemas logísticos. O artigo
constitui-se de seis seções incluindo esta introdução, distribuídas da seguinte maneira: a segunda seção
apresenta um breve panorama da exportação brasileira, a terceira seção contextualiza a abordagem do CTM
e a quarta seção apresenta o uso do conceito de Agentes Autônomos aplicado à problemas logísticos. A
quinta seção apresenta o modelo protótipo de resolução do problema logístico de transporte marítimo e,
por fim, a última seção apresenta as considerações finais bem como sugestões para dar continuidade a este
estudo.
2. EXPORTAÇÃO DE PRODUTOS MANUFATURADOS
A Comissão Econômica para América Latina e Caribe (CEPAL) classifica os itens exportáveis em produtos
manufaturados, produtos básicos e semi-elaborados em função, geralmente, dos recursos utilizados, da
intensidade de trabalho, da intensidade de escala e a da ciência aplicada à manufatura. Produto
manufaturado é aquele resultante de um processo de produção em série padronizada, por meio de
máquinas, ferramentas e trabalho, atualmente tratado também como produto industrializado.
No intuito de contribuir para com o estudo do comércio exterior o Instituto Nacional de Altos Estudos
(INAE) sugere a necessidade da apreciação de três questões principais:
a)
saber a estrutura da demanda mundial e a posição do Brasil;
b)
definir o conceito de manufaturado nas estatísticas de comércio exterior do Governo e a meta a ser
alcançada vis-à-vis da demanda mundial;
c)
identificar as barreiras externas via protecionismo, com ou sem crise mundial, e as barreiras internas
à produção e à exportação a serem superadas.
Assim, nos próximos tópicos será apresentado o cenário do setor manufatureiro brasileiro, incluindo
volumes e cifras movimentadas, bem como outros fatores de relevância como barreiras à expansão de suas
exportações e a apresentação do mecanismo ao realizar a exportação de produtos utilizando-se do
transporte marítimo (foco deste trabalho).
2.1. Panorama da demanda mundial
No ano de 2008, o comércio mundial cresceu cerca de 15% sendo que destes, 60% se concentrou em países
desenvolvidos. A América Latina participou com 5,4% e o Mercosul com apenas 1,7% das exportações. Com
relação à distribuição setorial das exportações mundiais no ano de 2007, última informação estatística
disponível, preponderam os produtos de maior valor agregado - máquinas, equipamentos de
telecomunicações, de transportes, etc. - com participação de 35,5% do valor. As vendas brasileiras, porém,
representaram apenas 0,7%.
De acordo com o Ministério do Desenvolvimento, Indústria e Comércio (MDIC) em 2008, 36,9% do valor
de exportação referiu-se aos produtos básicos, - alimentos e matérias primas in natura -, enquanto 60,7% a
produtos industrializados. Desse total, 46,8% foram de manufaturados, que tanto incluem máquinas e
equipamentos, como bens de consumo.
Apesar de ser relevante a contribuição dos produtos manufaturados para a economia brasileira, ainda há
muitos problemas que proporcionam a representatividade de apenas 0,7% do valor total de manufaturados
exportado mundialmente. Um exemplo a citar é o caso de barreiras impostas à cadeia de exportação que
podem ocorrer tanto externamente quanto internamente. Com relação às barreiras externas destaca-se:
Introdução do conceito de gestão transporte colaborativo...
211
exigências de normatização técnica e de natureza tecnológica, restrições de natureza ambiental, normas
sanitárias e fitossanitárias, acordos “voluntários”, modificações genéticas; subsídios diretos à produção via
financiamentos especiais, garantias de preços ou de compras, fusões de empresas ou acordos
interempresas, etc.
Em se tratando de barreiras internas pode-se dizer que estas são resultantes de visão deformada quanto à
importância do comércio exterior de mercadorias e de serviços para a sustentação do crescimento
econômico, como fator de aumento da oferta de empregos, indução de investimentos, e de estímulo à
incorporação de novas tecnologias. Havendo estas barreiras, é preciso uma política facilitadora dos
mecanismos da exportação que contemple os custos, rotas e agentes envolvidos da melhor maneira
possível.
2.2. Mecanismo para realização do transporte marítimo no caso da exportação
Ao decidir exportar uma empresa deve estar atenta às etapas do processo, buscando conhecer seu mercado
cliente, suas exigências, costumes e características. Também deve definir outros pontos: o modo de
transporte da mercadoria, a embalagem apropriada ao produto de modo a conservar sua integridade, a
forma de frete a ser adotada na negociação bem como a empresa que irá realizar o transporte propriamente
dito, além de considerar ou não o auxílio de um agente intermediário (freight forwarder) ou NVOCC na
negociação.
Considerando que a maior parte das exportações se realiza através do modal aquaviário e que este trabalho
tem por objetivo o modal aquaviário, somente será aqui tratada a exportação via marítima. A
Figura 1 ilustra resumidamente as etapas do mecanismo de exportação.
No transporte marítimo as empresas intervenientes mais importantes são o armador, agência marítima,
NVOCC, transitário de carga, operador de transporte multimodal e cargo broker. Quando da realização de
uma venda ou compra deve-se estabelecer um ponto de entrega da mercadoria, aquele no qual se dividem
as responsabilidades entre o vendedor e o comprador. Estas responsabilidades envolvem custos e riscos
sobre a transação, sendo que o exportador e importador devem assumí-las até o ponto de entrega e a partir
dele.
1)
2)
6
2
Indústria
Freight
forwarder
Armazém
Transporte
Terrestre
Porto de
origem
NVOCC
3)
4)
5)
6)
7
1
4
3
Transporte marítimo/Armador
Porto de destino
Armazém
Transporte terrestre
Destino final - cliente
10
8
5
7)
8)
9)
10)
11)
11
9
Fluxo sem o auxílio do freight forwarder
Fluxo com o auxílio do freight forwarder
Figura 1 – Etapas do mecanismo de exportação.
Fonte: do autor.
2.2.1. Negociação do transporte
No caso da alternativa ser o envio de mercadorias como carga geral solta, ou mesmo paletizada, o
exportador ou seu agente (freight forwarder) pode efetuar a reserva de praça em navio convencional de
linha regular (através de um NVOCC ou não); ou até mesmo fazer o afretamento de um navio no caso de um
lote muito grande.
O próximo ponto é decidir por qual porto embarcar a mercadoria bem como o terminal e armador a ser
utilizado. Na sequência deve ser definido o meio de disponibilização da mercadoria no terminal escolhido
com base no custo do transporte, tempo de trânsito e, prazo de entrega da carga (dead line). Uma
212
Silva et al.
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possibilidade a ser considerada é a conveniência de se ter um pulmão em alguma outra cidade, ou seja,
manter um estoque em algum ponto para solucionar problemas de entrega rápida ou pequenas quantidades
que nem sempre podem ser produzidas ou enviadas rapidamente.
Como consequência da logística planejada é possível diminuir os custos de transporte, armazenagem,
perdas de tempo na viagem e, por consequência, problemas na entrega e cumprimento do contrato de
venda. Sem contar ainda com a demurrage (sobrestadia do navio), se estabelecido em contrato, o que é
normal em afretamentos, em virtude das perdas de tempo do navio provocadas pelo embarcador nas
operações de embarque e desembarque. Assim, na decisão quanto ao porto a ser escolhido por parte do
exportador é também levada em conta a quantidade de mercadoria a ser produzida e embarcada por este.
Em relação às regras de negociação vale comenta que cada país tem seu próprio conjunto de regras para
este tipo de negociação, mas normalmente, para uso interno em seu próprio mercado doméstico (KEEDI,
2007). Se cada país pretende utilizar suas regras nas operações externas, haverá uma grande variedade em
uso, o que poderá significar problemas na execução do comércio exterior. Para isso criou-se um conjunto
de termos uniformes internacionais para facilitar o comércio, a fim de evitar problemas de entendimento.
Esse conjunto foi criado pela Câmara de Comércio Internacional (CCI), sediada em Paris. A esse conjunto de
termos do comércio exterior foi dado o nome de International Commercial Terms (INCOTERMS), cujo
objetivo maior é administrar conflitos oriundos da interpretação de contratos internacionais firmados entre
exportadores e importadores concernentes à transferência de mercadorias, às despesas decorrentes das
transações e à responsabilidade sobre perdas e danos.
2.3. Como operar na exportação? individualmente ou em colaboração?
Uma vez elucidado o mecanismo genérico de exportação via marítima pode-se perceber que o mesmo é
muito abrangente, contendo diversas variáveis e requerendo atualização das mesmas referentes à volumes,
capacidade dos navios, preços, tarifas marítimas, taxas, legislação, dentre outras. Uma questão que vem à
tona é sobre como as empresas exportadoras envolvidas neste mecanismo devem atuar: individualmente
ou em colaboração? Se isoladamente, cada empresa exportadora deve pesquisar sobre a melhor maneira de
realizar o transporte de sua mercadoria, analisando as empresas de navegação existentes, suas taxas,
volumes aceitáveis, modo de transportar a mercadoria até o porto mais adequado bem como preparar a
documentação necessária.
Uma possibilidade dando início à colaboração é buscar o auxílio do profissional preparado para realizar tais
atividades, o freight forwarder que se encarregará se possível, de unir cargas de outros clientes a fim de
conseguir economias de escala. O mesmo também poderia ser realizado diretamente através de parcerias
entre as empresas exportadoras, sem a contratação deste terceiro. Do lado dos armadores o transporte
colaborativo também pode existir no caso de um dado armador não possuir volume o suficiente para
completar um navio, podendo atuar juntamente com outros, dividindo despesas e repartindo os lucros.
Essas alianças estão em constante transformação, alterando seus membros, seja para adaptarem a
instabilidades do mercado seja para ampliar ainda mais os serviços; por isso à primeira vista podem parecer
associações instáveis, mas são na verdade flexíveis, eliminam concorrentes mais frágeis, ampliam a
cobertura do serviço, melhoram a eficiência, pontualidade e velocidade. Através dessa colaboração no
transporte assiste-se a formação de redes logísticas globais que articulam espaços produtivos, não apenas
ampliando a cobertura do serviço, mas a freqüência, eficiência e velocidade de circulação das mercadorias
(Souza, 2009).
No item seguinte será abordado o CTM, a fim de explorar este novo conceito logístico, na tentativa de aplicálo ao cadeia logística de exportação de manufaturados através do modal aquaviário.
3. CONTEXTUALIZAÇÃO SOBRE O CTM
Considerando que o PIB brasileiro foi de US$ 1,99 trilhão em 2008 e que o percentual aplicado em logística
é de 12%, tem-se US$ 238,8 bilhões investidos em custos logísticos neste ano. Pode-se então afirmar que
US$ 143,28 bilhões foram destinados aos custos com transportes, ou seja, aproximadamente 7,2% do PIB
nacional, valor muito acima do valor aplicado em países desenvolvidos como os Estados Unidos que
despendem apenas 4,8% do PIB em transporte. Isto demonstra que o transporte é um item muito
significativo nas contas finais dos recursos gastos com os produtos brasileiros tanto para o mercado interno,
quanto para produtos a serem exportados, compondo o “Custo Brasil” (TACLA, 2003).
Introdução do conceito de gestão transporte colaborativo...
213
Uma forma de amenizar os problemas existentes na logística é através da colaboração aplicada ao
transporte entre os diversos agentes de uma cadeia logística, portanto, adicionando valor a todo o processo.
É válido citar que para um melhor benefício, o CTM deve atuar na interação de diversas cadeias logísticas,
formando o conceito de rede logística. Para Tacla (2003) a colaboração se dá com o compartilhamento de
recursos, principalmente na utilização de mesmo equipamento de transporte, o que contribui para reduzir
gastos ao aumentar a produtividade dos equipamentos de transportes. Assim, o início do Transporte
Colaborativo se dá a partir da elaboração de previsão de carregamento, incluindo gerações de ordens e
cargas e, finalmente a execução da entrega e pagamento do transportador (SILVA et al., 2013).
Para a implementação do CTM é necessário, portanto, sistemas que permitam colaboração interorganizacional a um custo efetivo e de maneira tecnologicamente compatível. Sem tais sistemas, as
empresas que tentam implementar a sistemática podem deparar-se com esforços inválidos e difíceis de se
gerenciar.
3.1. Modelos de sistema operacional de transporte colaborativo
O processo genérico de tomada de decisão se inicia com a descoberta do problema de tomada de decisão,
ou seja, um desafio para as operações futuras de negócios tal como operações de sucesso à longo prazo no
mercado de transporte ao ingressar no sistema colaborativo (BLOOS e KOPFER, 2009). Fatores como
aumento na competição demonstram ser o principal fator decisivo e assim, os empresários veem a
colaboração como uma forma de alcançar expansão geográfica.
De acordo com Bloos e Kopfer (2009) ingressar em um sistema operacional de colaboração no transporte
implica na troca de dados dos clientes o que pode ser uma operação muito ‘delicada’. O processo inicia-se
pela busca por soluções alternativas e em seguida uma especificação precisa ser realizada sobre como o
alcance da meta pode ser obtido e mensurado. Uma vez alcançada, distribuem-se os custos e benefícios
obtidos no decorrer das transações.
Apesar da literatura sobre esta temática ser ainda escassa, alguns trabalhos foram encontrados, apontando
sistemas operacionais de transporte colaborativo, os quais podem servir de benchmarking para as
empresas. No trabalho de Krajewska e Kopfer (2006) o processo de colaboração pode ser descrito como um
processo de três etapas: especificação dos custos individuais de cada colaborador, mapeamento dos pedidos
dos parceiros, para possíveis trocas entre os parceiros e, atribuição do benefício que cada participante
oferece à colaboração.
Gomber et al. (1997) apresentam um modelo de colaboração para planejamento de transporte através do
uso dea agências expedidoras de frete com vários centros autônomos de recompensa que atuantes na
aquisição dos pedidos e negociações dos preços para a execução dos pedidos dos clientes. Os trabalhos de
Kopfer e Pankratz (1999) Schönberger (2005), Bloos e Kopfer (2009) e Grünig e Kuhn (2005) seguem uma
linha de abordagem semelhante.
Em relação à parte aplicada, envolvendo construção de modelo matemático e aplicação, um dos primeiros
trabalhos brasileiros referente à temática de transporte colaborativo é o de Carnieri et al. (1983). Nele,
analisa-se a viabilidade da implantação de uma central representante das cooperativas no estado do Paraná
(Brasil), que vise a minimização do custo de transporte de soja. O problema é modelado como sendo de
Programação Inteira e devido sua simplicidade o modelo não contempla restrições importantes como
prazos, rotas e capacidade de transporte, dentre outras.
Tacla (2003) desenvolve uma metodologia para o transporte colaborativo de soja e fertilizante
flexibilizando as restrições impostas pelas janelas de tempo e minimizando gastos em frete. Utiliza-se da
modelagem matemática e do solver CPLEX do GAMS 2.50® e, para o nível operacional desenvolve uma
heurística resolvida no Excel® sugerindo um problema de Programação Linear. O trabalho de Giesen et al.
(2007) tem como cenário um frota heterogênea de navios que deve transportar múltiplos produtos desde
um conjunto de portos-origem a um conjunto de portos-destino. O problema é formulado como sendo de
Programação Inteira Mista (MIP) permitindo determinar a rota e programação de navios, assim como a
alocação de produtos aos compartimentos dos navios. Devido o MIP proposto não poder ser resolvido em
tempo razoável, propôs-se uma heurística.
Diferentemente das abordagens tradicionais, Novaes et al. (2009) consideram em sua análise um ambiente
dinâmico para o problema de roteamento urbano sujeito a congestionamentos. Utilizando-se dos conceitos
da Análise Sequencial o estudo compreende um depósito e uma frota homogênea de veículos que atendem
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Silva et al.
P&D em Engenharia de Produção, Itajubá, v. 10, n. 2, p. 208-222, 2012
certa região urbana. Cada veículo é atribuído a um distrito, deixando o depósito pela manhã, atendendo aos
pedidos (tarefas) a ele atribuído, retornando ao final do dia ao depósito. Do ponto de vista dinâmico, parte
do serviço planejado é direcionada para outros agentes (veículos) quando o sistema determinar a
necessidade, evitando que tarefas deixem de ser realizadas.
Como se percebe, diversas são as maneiras de se abordar o problema de transporte, envolvendo diversas
origens, destinos, empresas e produtos. Uma possível forma de se modelar o problema de transporte
marítimo no caso da exportação brasileira de produtos manufaturados é através da recente aplicação de
Agentes Autônomos. No item seguinte será apresentado o conceito de Agentes Autônomos aplicados à
problemas logísticos.
4. APLICAÇÃO DO CONCEITO DE AGENTES AUTÔNOMOS NA RESOLUÇÃO DE PROBLEMAS LOGÍSTICOS
DE TRANSPORTE
A maioria dos sistemas de processamento de dados e dos sistemas logísticos abrange vários componentes,
tratados como agentes, os quais tipicamente atuam autonomamente, podendo também se comunicar e
interagir com os demais, formando uma rede. Assim, os agentes autônomos formam uma comunidade em
um ambiente comum onde atuam e se transformam baseados em regras, a fim de atingirem seus objetivos
individuais. Apesar de ser uma nova abordagem à logística, diversas pesquisas tem sido desenvolvidas pelo
grupo de pesquisa Collaborative Research Centre 637 Autonomous Cooperating Logistic Processes, em
Bremen, Alemanha, que tem por intuito detectar quando e como o controle autônomo pode ser mais
vantajoso do que o controle clássico, especialmente com relação ao tempo, custos e robustez.
4.1. Conceito de agente autônomo
Agent based modeling and simulation (ABMS) é um método computacional usado para compreender e
analisar sistemas compostos de muitos indivíduos que interagem (NORTH e MACAL, 2007; GILBERT, 2008).
ABMS são particularmente adequados para apoiar o estudo de temas como a tomada de decisão
descentralizada, as interações local-global, auto-organização, emergência e os efeitos da heterogeneidade
no sistema simulado (AXELROD e TESFATSION, 2006; BANDINI et al., 2009).
Agentes são componentes dos sistemas adaptativos complexos auxiliando na tomada de decisões. De acordo
com o North e Macal (2007) os agentes têm conjuntos de regras de padrões de comportamento que lhes
permitem assimilar as informações, o processo de entradas e, em seguida, efetuar mudanças no ambiente
externo. Adaptação e aprendizagem são os resultados obtidos pelos agentes após o processamento das
informações entre eles. Mais especificamente, estes autores definem agentes como algo que faz escolhas em
um negócio: gerentes, executivos, organizações.
Em ABMS, um agente é um indivíduo com um conjunto de atributos e características comportamentais. Os
atributos que definem um determinado agente é. Veja o exemplo abaixo na Figura 2. As características
comportamentais definem o que um determinado agente faz e, geralmente não há muita diferença entre os
agentes no modelo. Para iniciar a modelagem de um agente é necessário definir os seus atributos, que
podem variar de um para outro. Alguns atributos comuns para representar as pessoas incluem a idade,
renda, sexo, história, para representar as empresas competem nos mercados de incluir recursos, tamanho,
tempo de decisão e várias preferências estratégicas, como a tolerância ao risco. O próximo passo para
continuar a modelagem é definir os comportamentos dos agentes. Comportamentos comuns incluem
operações e planejamento. Algumas características incluem regras de decisão para selecionar as ações, as
capacidades de adaptação para aprender com as experiências e as capacidades perceptivas de perceber
seus arredores.
Casti (1998) define basicamente dois níveis de regras do agente. Os primeiros são regras baseadas em
agentes. Estas regras especificam como o agente responde a eventos de rotina. O segundo contém as "regras
para mudar as regras baseadas em agentes", que proporcionam adaptação, permitindo que respondam à
mudanças ao longo do tempo. Os agentes têm conjuntos de regras de decisão que regem seus
comportamentos. Estas regras permitem que os agentes interajam e se comuniquem com outros agentes,
bem como para responder aos seus ambientes.
O primeiro passo seguido pelos agentes é a avaliação do seu momento atual. O segundo passo é a execução
das ações que eles têm escolhido e o terceiro passo é a avaliação dos resultados de suas ações e de adaptação
das suas regras baseadas nos resultados. Essas etapas podem ser realizadas com o uso de regras simples,
regras complexas, técnicas avançadas, programas externos, ou mesmo subagentes aninhados.
Introdução do conceito de gestão transporte colaborativo...
215
Figura 2 - Exemplo de agentes do mundo real.
Fonte: North e Macal (2007)
De acordo com o North e Macal (2007) o princípio básico da ABMS é: sistemas são maiores do que a simples
soma de seus componentes, de fato, o comportamento do sistema emerge das inter-relações entre esses
vários componentes. Cada um desses componentes tem seu próprio conjunto de regras e comportamentos,
que lhes proporciona a capacidade de afetar em maior ou menor grau o comportamento global do sistema.
Em geral, esses componentes são chamados de agentes na literatura. Rocha (1999) e Bandini et al. (2009)
alertam que a noção de agente é controversa, uma vez que o termo "agente" tem sido utilizado por
diferentes áreas da ciência. De acordo com Gilbert (2008) os agentes são partes distintas de um programa
de computador que são usados para representar os atores sociais como pessoas individuais, organizações
de tais empresas, ou organismos como Estados-nação. North e Macal (2007) definem agentes como
componentes tomadores de decisões em sistemas adaptativos complexos. Para eles, um agente é um
indivíduo que tem um conjunto de atributos e comportamentos que podem ser definidos como o coração
da ABMS.
Algumas descrições incipiente contempla quatro características importantes para os agentes
(WOOLDRIDGE e JENNINGS, 1995):
 autonomia: agentes operam sem a intervenção direta de humanos ou outros, e tem algum tipo de
controle sobre suas ações e estado interno;
 habilidade social: agentes interagem com outros agentes (e possivelmente humanos) através de algum
tipo de linguagem de comunicação entre agentes;
 reatividade: agentes percebem o ambiente (que pode ser o mundo físico, um usuário via uma interface
gráfica, uma coleção de outros agentes, a internet, ou talvez todos esses combinados), e respondem de
forma oportuna às mudanças que ocorrem nele;
 pró-atividade: agentes não agem simplesmente em resposta ao seu ambiente, pois eles são capazes de
exibir comportamento goal-directed por tomar a iniciativa.
Gilbert (2008) define meio ambiente como sendo o espaço simulado, onde um agente é encontrado com os
elementos físicos e outros agentes. Segundo Bandini et al. (2009), no contexto específico de simulação o
ambiente normalmente é responsável por:
 refletir / gerenciar a estrutura do arranjo físico / social de todo o sistema;
 incorporar, apoiar a regulamentação do acesso de objetos e partes do sistema que não são modelados
como agentes;
 apoiar a percepção do agente;
 manter a dinâmica interna;
 definir / aplicar as regras.
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Silva et al.
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Ao contrário de outros paradigmas ou métodos de modelagem discutidas, há falta de uma definição
universal para o conceito-chave da ABMS (SCHIERITZ e MILLING, 2003; BORSCHCHEV e FILIPPOV, 2004).
Para os autores, esta deficiência ocorre em função da diversidade de áreas de ciência que utilizam o conceito
de agente.
Apesar de sua importância, Jennings, Sycara e Wooldrige (1998) argumentam que essa indefinição não
representa um sério obstáculo para o progresso da técnica. Axelrod (2006) vê nessa diversidade um dos
pontos fortes da ABMS, uma vez que permite aos pesquisadores estudar os problemas que ultrapassam os
limites arbitrários entre suas disciplinas. Este autor apresenta os seguintes argumentos em favor desta
perspectiva:
 ABMS pode resolver alguns problemas que são fundamentais para muitas disciplinas;
 ABMS facilita a colaboração interdisciplinar;
 ABMS fornece uma ferramenta útil multidisciplinar, quando a matemática é intratável;
 ABMS podem revelar a unidade entre as disciplinas.
Bonabeau (2002) identifica três benefícios do ABMS sobre outras técnicas de modelagem. O primeiro
benefício é a capacidade de capturar fenômenos emergentes. Os fenômenos emergentes têm a característica
que os tornam difíceis de entender e prever. Em muitos casos eles podem ser contra-intuitivo.
O outro benefício apontado é a capacidade de fornecer uma descrição natural do sistema. ABMS torna o
modelo parecer mais próximo da realidade. Por exemplo, é mais natural para descrever como os clientes se
movem em um supermercado do que equacionar a dinâmica da densidade de clientes.
Finalmente, o terceiro benefício apontado é a flexibilidade de modelagem. ABMS também pode fornecer um
quadro natural de ajuste da complexidade dos agentes: o comportamento, o grau de racionalidade, a
capacidade de aprender e evoluir, e as regras de interações. Outra dimensão do ponto de flexibilidade é a
capacidade de alterar os níveis de descrição e de agregação.
Como outros métodos ABMS tem algumas limitações e desvantagens. A falta de definições de consenso, já
discutidas acima, pode fornecer um sério obstáculo à adopção do método e desenvolvimento. Uma
consequência desta limitação é refletida nas ferramentas ABMS. Muitos deles não são amigáveis. Esse
recurso foi muito importante para a popularização do método SD (System Dynamics).
Como a maioria dos teóricos equacionam modelos com modelos matemáticos, não é surpreendente que
alguns deles sejam difíceis de convencer sobre a conveniência e valor de uma simulação baseada em agentes
(AXELROD, 2006).
Outro inconveniente importante do método é a grande exigência computacional da ABMS quando se trata
de modelagem de sistemas de grande porte. ABMS aborda um sistema não a nível agregado, mas a nível das
suas unidades constituintes. Neste caso, simulando o comportamento de todas as unidades pode ser uma
computação intensiva e, portanto, extremamente moroso (BONABEAU, 2002).
Segundo Hölscher et al. (2007) uma forma de explicar mais diretamente seu uso ao problema logístico se
dá ao tratar cada contêiner, caminhão, empresa e navio como sendo um agente autônomo, os quais tem
regras a serem atendidas de modo a alcançarem suas metas individuais (por exemplo: a meta do conêiner
é sair da empresa A e chegar no destino B dentro de Z dias). De posse destas informações, autonomamente,
os agentes analisam as possibilidades de atuação e fazem suas decisões. Tal característica permite a criação
de um sistema decentralizado porém com autonomia.
Como ilustração na Figura 3 consta exemplo simplificado do domínio da logística de transporte, conforme
propõem Hölscher et al. (2007).
Uma rede de transportes é um grafo no qual os nós representam localizações; ou seja, depósitos, onde os
pacotes (mercadorias) podem ser coletados ou entregues. As arestas representam as conexões entre os
depósitos. Cada aresta é rotulada com o tempo que é necessário viajar ao longo da conexão que é
representada pela aresta. A Figura mostra um pequeno excerto da rede de transporte contendo depósitos
nas cidades de Dortmund, Bremen, Hamburg e Hanover. Caminhões e pacotes são modelados como agentes
autônomos. Instâncias desses agentes autônomos são representadas como nós especiais com
identificadores únicos. No exemplo apresentado a rede de transporte contém dois caminhões (1, 2) e um
pacote (1). Os nós dos caminhões são rotulados com um número, que representa a quantidade de tempo
Introdução do conceito de gestão transporte colaborativo...
217
que o caminhão pode estar se movendo. Neste caso o caminhão 1 é permitido mover-se por oito horas,
enquanto o caminhão 2 pode mover-se por dezesseis horas (pode estar equipado com dois motoristas).
Ambos os nós dos caminhões estão conectados a um nó retangular que está rotulado com um número e um
ponto de exclamação. O número define a capacidade de carga do caminhão, neste caso particular
especificada em toneladas. O caminhão 1 tem capacidade de 6 toneladas, e o caminhão 2 pode carregar ate
12 toneladas.
Figura 3 – Rede de transporte representada por um grafo.
Fonte: Hölscher et al. (2007).
O ponto de exclamação indica o nó do tour em curso. O nó do pacote é rotulado com um número que
especifica seu peso. Ele também é conectado a um nó retangular do tour, o qual por sua vez, é conectado ao
depósito que no momento detém o pacote. Analogamente o ponto de exclamação do nó do tour do caminhão
indica o nó do tour do pacote e, a aresta rotulada ‘dest’ conecta o nó do pacote com seu depósito de destino,
isto é, o depósito ao qual o pacote deve ser entregue.
Apesar de ser um novo conceito aplicado a problemas logísticos, as pesquisas defendem esta ferramenta
proporciona um controle descentralizado de cadeia de suprimentos, incluindo o processamento da
informação local, onde os agentes podem passo a passo, tomar uma boa decisão. No item seguinte será
apresentado um protótipo de modelo para a resolução do problema de transporte deste trabalho,
considerando os agentes como autônomos e atuantes em um ambiente dinâmico.
5. MODELO PROTÓTIPO DE RESOLUÇÃO DO PROBLEMA LOGÍSTICO DE TRANSPORTE MARÍTIMO
Devido o problema de estudo ser bastante extenso, possuindo diversas variáveis e agentes envolvidos, não
pode ser tratado como sendo um problema de otimização. Sendo assim, o modelo proposto tem por objetivo
determinar cenários que conjuguem formação de carga (composição de contêiner) por parte das empresas
exportadoras e composição contêineres x navios bem como rotas de navegação, considerando datas, prazos,
custos de transporte, tarifas portuárias de movimentação de carga, etc., de modo a reduzir o custo da cadeia
colaborativa, ou, o tempo, se for o interesse.
Tais informações são obtidas em função dos volumes de carga movimentados, do custo de locação de um
contêiner, do valor do frete terrestre até o melhor porto para realizar tal movimentação, dos valores das
tarifas portuárias e do frete marítimo, bem como em função dos custos marginais individuais das empresas
ao permitirem atrasos ou adiantamentos na entrega de suas mercadorias aos destinatários.
No desenvolvimento do modelo o comportamento do ambiente será considerado como dinâmico, com
demandas de transporte surgindo aleatoriamente e exigindo a alocação dos produtos manufaturados em
contêineres. Estes precisam ser transportados até o porto de origem para serem acomodados em navios
que se deslocam no espaço ao longo do tempo, completando o transporte marítimo. Para isso, tanto a carga
(contêiner) como o meio de transporte (navio) serão considerados como agentes autônomos, que tomam
decisões sobre a realização do melhor percurso compreendido entre a origem da carga e seu destino final,
respeitando as restrições impostas, de modo a buscar uma solução viável para a rede logística.
218
Silva et al.
P&D em Engenharia de Produção, Itajubá, v. 10, n. 2, p. 208-222, 2012
Deve ser levada em consideração a possibilidade de existência de fatores não-determinísticos no processo,
os quais obedecem a uma distribuição de probabilidade de ocorrência, interferindo nas decisões.
Outro ponto a ser ressaltado é o conjunto de vantagens oferecido aos participantes da cadeia colaborativa:
para que aceitem alterações nas datas de carregamento e entrega aos seus clientes devem obter ganhos com
a redução de frete resultante da conjugação de cargas; ou seja, os custos da colaboração devem ser inferiores
aos custos de agirem individualmente. Assim, o modelo proposto deve contemplar uma sistemática de
distribuição desses ganhos de modo a tornar atrativa a participação dos empresários.
5.1. Considerações do modelo
Frente à complexidade inerente aos fatores envolvidos nas etapas da realização do transporte marítimo, é
necessário adotar algumas considerações para a modelagem do problema:
a)
b)
c)
d)
e)
f)
Transporte terrestre de grandes volumes de cargas, alocadas em contêineres de 20 pés, que acomodam
no máximo 24 toneladas.
Empresas exportadoras podem utilizar os contêineres individualmente ou em colaboração com outras
empresas; portanto as cargas podem ou não ser fechadas.
Transporte marítimo de grandes volumes em contêineres. Navios não podem navegar vazios.
Demanda de transporte aleatória.
Atuação dinâmica dos contêineres com a possibilidade de armazenamento dos mesmos nos portos da
rota utilizada entre a origem e o destino da carga.
Atuação dinâmica dos navios podendo ou não alterar suas rotas de navegação, passando ou não por
portos pré-determinados.
5.2. Descrição do modelo
A F4 apresenta as informações consideradas como entradas e saídas para o modelo de transporte da
mercadoria até o porto de origem.
Inputs (land transportation)
Outputs (land transportation)
• Export orders (volume)
• Decision about individual or coolaborative
• Load date
transportation until the origin port
• Cargo origin (industry)
• Origin port determination
• Distance between industries
• Route determination until the origin port
• Distance between origin ports
• Arrival date determination in the origin port
• Distance between industries and ports
• Total cost
• Delivery date
• Delivery flexibility index
• Final destination of the order
P1
• Available ship in the port with a route which
d
E1
d
d
contemplates the order destination
d
• Unitary costs ( per km , per container, cargo
d
E3
d
d
handling)
d
d
d
P2
E2
Figura 4 – Informações de entrada e saída do modelo de transporte terrestre.
Fonte: do autor.
A busca de uma solução viável para o problema de transporte deve contemplar também a resolução do
problema de roteirização dos veículos, sejam eles caminhões ou navios.
Na Figura 5 encontram-se as informações de entrada e saída do modelo para a realização do transporte
marítimo:
Pode-se estabelecer descrição do modelo inicialmente através da visão geral do processo apresentada a
seguir em seis etapas, completando-se com o fluxograma apresentado na Figura 6:
a) As empresas, de forma independente e dissociada, realizam seus respectivos planos de negócio que
tratam da venda de seus produtos manufaturados. A partir desse plano as áreas de planejamento
logístico passam a criar um plano de armazenagem e transporte. Nessa etapa, o modelo proposto
Introdução do conceito de gestão transporte colaborativo...
219
interage com os planos individuais criando um planejamento colaborativo de transporte, inicialmente
até o porto de origem, considerando datas de carregamento e entrega no destino bem como definição
dos volumes. O transporte colaborativo inicia-se já nesta etapa.
b) Realiza-se a roteirização do caminhão entre as empresas colaboradoras até o porto de origem.
c) Verifica possibilidade de embarque imediato no navio ou aguardo no pátio do porto.
d) Navio verifica se há carga para embarque ou desembarque nos portos de sua rota e opta por atracar ou
não nos mesmo.
e) Uma vez embarcado, o contêiner pode seguir no mesmo navio diretamente até o porto de destino ou
optar pelo descarregamento em algum porto da rota para obter melhor data de chegada no destino ou
melhor custo, considerando a possibilidade antecipação ou postergação na entrega da mercadoria. A
colaboração nesta etapa atinge não só os níveis de planejamento operacional, mas também as áreas
diretamente ligadas às do negócio. As áreas de vendas das empresas exportadoras deverão concordar
em adiantar ou atrasar entregas a seus clientes, optando por flexibilizar ou não as janelas de tempo.
f) A sequência do modelo irá fechar o mecanismo propondo um conjunto viável maximizado das rotas
conjugadas. A programação do transporte será a execução do transporte dos pedidos de exportação em
carteira, buscando a minimização dos custos e atendimento de datas, encerrando o ciclo.
Inputs (maritime transportation)
Outputs (maritime transportation)
• Export orders (volume)
• Boarding time
• Load date
• Route determination until the destination port
• Distance between destination ports
• Arrival date determination in the destination
• Delivery date
port
• Delivery flexibility index
• Total cost
• Final destination of the order
• Available ships in the port
• Scheduled ships to moor in the ports
handling)
d
• Trips allocated to ships
P3
d
P1
• Unitary costs (per mile, per courtyard, cargo
d
d
d
P4
d
P
2
d
d
d
d
P5
Figura 5 - Informações de entrada e saída do modelo de transporte marítimo.
Fonte: do autor.
Com o resultado da aplicação do modelo espera-se uma colaboração efetiva entre as empresas, com
economias de escala repassadas aos colaboradores no intuito de melhorar a eficiência da logística e o
resultado econômico das empresas, como de fato propõe a abordagem de transporte colaborativo.
5.3. Comentários
Ao analisar diversos cenários, o que será levando em consideração é a redução da conta frete de todo o
sistema. Isto é possível ao permitir a conjugação de cargas entre as empresas ao compor os contêineres, ao
mesmo tempo em que utilizam o mesmo transporte terrestre até posicionar a carga no porto de origem,
obtendo maior poder de negociação e, por consequência, economia de escala. Também é possível obter a
redução do frete com o transporte marítimo, buscando rotas de melhor custo-benefício e, ao permitir
alterações nas datas de carregamento e descarregamento da carga no destino final.
Na prática grande parte dessas alterações de datas, principalmente de entregas, poderá ser realizada sem
qualquer adicional de custo porque o nível de serviço habitual não contempla janelas de tempo tão rígidas
para a entrega das cargas, principalmente em se tratando de exportação, quando há inúmeras variáveis no
processo.
220
Silva et al.
P&D em Engenharia de Produção, Itajubá, v. 10, n. 2, p. 208-222, 2012
Início do processo
Pedidos de
exportação da
empresa A
Planejamento de
transporte colaborativo
Empresa A + Empresa B
Pedidos de
exportação da
empresa B
Roteirização transporte
terrestre até o porto de
origem
Contêiner
aguardando navio
Definição do momento
de embarque do
contêiner no navio
Decisão do navio de
atracar ou não no porto
Roteirização do navio
contendo contêiner até o
porto de destino da carga
Decisão do contêiner em
desembarcar em portos
da rota em busca de
melhores
datas e custo
Fim do processo
Figura 6 - Fluxograma geral do modelo proposto
Fonte: do autor.
A conjugação de carga a princípio pode parecer um evento simples, mas na prática a combinação de
inúmeras possibilidades entre os colaboradores do sistema torna complexa a sua execução. Assim, para se
obter êxito na resolução desse problema de transporte colaborativo faz-se indispensável a implementação
de uma modelagem matemática estruturada de modo que o sistema apresente uma solução factível e viável,
com custo total final inferior ao custo obtido com as rotas formadas pelas empresas individualmente.
6. CONSIDERAÇÕES FINAIS
Dentre os diversos elos existentes na composição da cadeia logística, pode-se dizer que a atividade do
transporte é uma das mais significativas da cadeia, pois é através do transporte que é possível sincronizar
a disponibilidade de matéria prima “on time”, “in full” nas unidades fabris e os produtos finais nos centros
de distribuição e posteriormente ao cliente final (SILVA, 2008). Dentro deste contexto, portanto, o CTM tem
sido utilizado a fim de possibilitar a sincronização da rede logística.
Assim, considerando a relevância dessa ferramenta e que existe demanda pelo serviço de transporte
marítimo por parte de empresas exportadoras, há necessidade de se pesquisar e modelar o problema de
transporte aqui tratado, analisando os cenários possíveis que melhor interpretem as necessidades das
empresas, a fim de buscar o equilíbrio entre seus ganhos e perdas. Como foi apresentado, a abordagem de
Agentes Autônomos aplicada a este tipo de problema pode ser uma boa ferramenta para se analisar os
cenários de atuação das empresas exportadoras que necessitam escoar sua produção através do modal
aquaviário.
Dada a carência de pesquisa nesta área espera-se que este estudo possa ser útil como passo incipiente no
desenvolvimento de uma ferramenta de auxílio às análises e tomadas de decisões por parte dos
empresários. Portanto, para dar continuidade no estudo faz-se necessário equacionar o modelo
Introdução do conceito de gestão transporte colaborativo...
221
matematicamente, desenvolver um critério de decisão para distribuir os custos e benefícios entre os
principais agentes envolvidos no transporte colaborativo e testar os mesmos. A partir do modelo
equacionado sugere-se implementar um código computacional para a resolução do problema de transporte
com base na teoria de agentes autônomos interagindo em sistemas dinâmicos. Feito isso, sugere-se simular
operações em diferentes condições operacionais semelhantes às práticas empresariais a fim de testar o
modelo e validá-lo.
AGRADECIMENTOS
Esta pesquisa recebeu apoio financeiro do CNPq/Fapesc através do projeto nº 1.0810-00684 (Pronex), da
CAPES/DFG pelo projeto Bragecrim nº 2 e do Bremer Instituts für Produktion und Logistik (BIBA),
pertencente à Universidade de Bremen, Alemanha.
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