Universidade Federal do Vale do São Francisco Campus de Juazeiro Colegiado de Engenharia de Produção Pesquisa Operacional Estratégia Organizacional Disciplina: Introdução à Engenharia de Produção Professor: Marcel de Gois Pinto Conteúdo Pesquisa Operacional Estratégia Organizacional Pesquisa Operacional A Pesquisa Operacional (PO) consiste no estudo de métodos matemáticos, usualmente implementados por programas de computador, que podem ser utilizados para resolver problemas gerenciais relacionados à tomada de decisão e controle de sistemas. Pesquisa Operacional A PO, como ciência, estrutura processos, propondo um conjunto de alternativas de ação, fazendo previsão e comparação de valores, de eficiência e de custos É vista como uma metodologia para estruturar processos por meio de construção de modelos Coletênea de técnicas quantitativas de otimização Pesquisa Operacional O termo “pesquisa” significa que a PO faz uso de uma abordagem que lembra a forma de como as pesquisas são conduzidas em diversas áreas do conhecimento Formulação do Problema, Coleta de dados relevantes Modelagem Validação…etc. Pesquisa Operacional Capacidade de gerar conclusões eficientes para o decisor Tenta resolver o conflito de interesses dos componentes da organização procurando determinar a melhor solução possível (ótima) para a entidade como um todo Problemas relacionados à como conduzir e coordenar operações (atividades) ao longo de organizações de diferentes naturezas Pesquisa Operacional ORIGEM Atribuída ao serviço militar na 2a Guerra Mundial Urgente necessidade de alocar recursos p/ as diversas operações militares Serviço militar do Reino Unido e EUA recrutaram diversos cientistas p/ realizar pesquisas em operações (militares) Durante este período, os cientistas começaram a estudar de forma sistemática e racional os processos envolvidos na realização de uma atividade produtiva Pesquisa Operacional DIFUSÃO “Boom” industrial Problemas causados pelo aumento da complexidade e especialização das organizações Problemas de natureza similar aos encontrados na 2a Guerra Mundial No começo dos anos 50, profissionais introduziram o uso da PO em uma variedade de organizações (indústrias, governo, etc.) Pesquisa Operacional DIFUSÃO Dois fatores foram responsáveis pelo rápido crescimento da PO: Progresso substancial no desenvolvimento de técnicas, como: Algoritmo Simplex (DANTZIG, 1947) Programação Linear Programação Dinâmica Teoria das Filas, etc. Revolução “computacional” Pesquisa Operacional APLICAÇÕES Manufatura Dimensionamento de lotes (Lot-Sizing Problem) Otimização de layouts (Facility Layout Problem) Formação de células de fabricação Sistemas de Transporte e Distribuição Roteamento de veículos (Vehicle Routing Problem) Otimização de tabela de horários de ônibus urbano Programação de tripulações de ônibus urbano (Bus Crew Scheduling) Pesquisa Operacional APLICAÇÕES Instituições de ensino Programação de Horários em Escolas (School Timetabling); Alocação de Salas de Aula (Classroom Assignment) Hospitais Programação de horários de enfermeiras (Nurse scheduling) Construção Otimização de estruturas metálicas Pesquisa Operacional APLICAÇÕES Finanças Análise de risco Agricultura Planejamento da produção agrícola Outros Problema da Alocação de Jogos de competições exportivas Pesquisa Operacional MODELO MATEMÁTICO (MM) Usa notação simbólica e equações matemáticas para representar os sistemas A PO congrega diversas das mais consagradas técnicas de MM Os principais modelos de PO são denominados de Programação Matemática Pesquisa Operacional MODELO MATEMÁTICO (MM) São estruturados de forma lógica e amparados no ferrramental matemático de representação Objetiva claramente a determinação das melhores condições de funcionamento para os sistemas representados Agrupadas em subáreas, como: Programação Linear (PL), Programação Não-Linear, Programação Inteira, etc. Pesquisa Operacional ETAPAS DA MODELAGEM Formulação do problema Coleta de dados Construção do modelo matemático Desenvolvimento de estratégias para determinar soluções a partir do modelo proposto Validação do modelo Implementação Pesquisa Operacional Exemplo de um problema em PO Certa empresa fabrica dois produtos: P1 e P2. O lucro unitário do produto P1 é de R$ 1.000 e o lucro unitário de P2 é de R$ 1.800. A empresa precisa de 20h para fabricar uma unidade de P1 e de 30h para fabricar uma unidade de P2. O tempo anual de produção disponível para isso é de 1.200h. A demanda esperada para cada produto é de 40 unidades anuais para P1 e 30 unidades anuais para P2. Qual é o plano de produção para que a empresa maximize seu lucro nesses itens? Pesquisa Operacional Exemplo de um problema em PO Construção do modelo Variáveis de decisão O que deve ser decidido é o plano de produção, isto é, quais as quantidades anuais que devem ser produzidas de P1 e P2 x1 quantidade anual a produzir de P1 x2 quantidade anual a produzir de P2 Pesquisa Operacional Exemplo de um problema em PO Construção do modelo Função Objetivo O objetivo é maximizar o lucro, que pode ser calculado: Lucro devido a P1: 1.000x1 (lucro por unidade de P1 “vezes” quantidade produzida de P1) Lucro devido a P2: 1.800x2 (lucro por unidade de P2 “vezes” quantidade produzida) Lucro total: z = 1.000x1 + 1.800x2 Objetivo: Max z = 1.000x1 + 1.800x2 Pesquisa Operacional Exemplo de um problema em PO Construção do modelo Restrições Disponibilidade de horas para a produção: 1.200 horas Horas ocupadas com P1: 20x1 (uso por unidade “vezes” quantidade produzida) Horas ocupadas com P2: 30x2 (uso por unidade “vezes” quantidade produzida) Total de horas ocupadas na produção: 20x1 + 30x2 Disponibilidade: 1.200 horas Restrição descritiva da situação: 20x1 + 30x2 ≤ 1.200 Pesquisa Operacional Exemplo de um problema em PO Construção do modelo Restrições Disponibilidade de horas para os produtos (demanda) Disponibilidade para P1: 40 unidades Quantidade a produzir de P1: x1 Restrição descritiva da situação: x1 ≤ 40 Disponibilidade para P2: 30 unidades Quantidade a produzir de P2: x2 Restrição descritiva da situação: x2 ≤ 30 Pesquisa Operacional Exemplo de um problema em PO Construção do modelo Max z 1000x1 1800x2 Função Objetivo Sujeit o a : 20x1 30x2 1200 x1 40 x2 30 Restrições de não negatividade x1 , x2 0 Restrições Estratégia Organizacional Esta área é composta dos seguintes temas: Avaliação de mercado Planej. estratégico Estratég. de produção Empreendedorismo Organização industrial Estratégia de MKT Redes de empresa Estratégia Organizacional Esta área é composta dos seguintes temas: Avaliação de mercado Planej. estratégico Estratég. de produção Empreendedorismo Organização industrial Estratégia de MKT Redes de empresa Determinar se uma empresa será bem sucedida ao vender seus produtos em determinado local Identificar o mercado Quantitativamente Qualitativamente Perfil cultural Perfil econômico Entre outros... Estratégia Organizacional Esta área é composta dos seguintes temas: Avaliação de mercado Planej. estratégico Estratég. de produção Empreendedorismo Organização industrial Estratégia de MKT Redes de empresa Missão Visão Valores Objetivos Metas Planos de ação Estratégia Organizacional Esta área é composta dos seguintes temas: Avaliação de mercado Planej. estratégico Estratég. de produção Empreendedorismo Organização industrial Estratégia de MKT Redes de empresa Produção Massa Lotes Bateladas Encomenda Projeto ... Estratégia Organizacional Esta área é composta dos seguintes temas: Avaliação de mercado Planej. estratégico Estratég. de produção Empreendedorismo Organização industrial Estratégia de MKT Redes de empresa Plano de negócios Identificar oportunidades Escolher o tamanho Definir localização Projetar produto / serviço Projetar o empreendimento Análise de viabilidade econômica Busca por financiamentos Estratégia Organizacional Esta área é composta dos seguintes temas: Avaliação de mercado Planej. estratégico Estratég. de produção Empreendedorismo Organização industrial Estratégia de MKT Redes de empresa Taylorismo / Fordismo Teoria das relações humanas Abordagem Sócio-Técnica Toyotismo Wintelismo Estratégia Organizacional Esta área é composta dos seguintes temas: Avaliação de mercado Planej. estratégico Estratég. de produção Empreendedorismo Organização industrial Estratégia de MKT Redes de empresa 4P de marketing: Produto Preço Praça Promoção Estratégia Organizacional Esta área é composta dos seguintes temas: Avaliação de mercado Planej. estratégico Estratég. de produção Empreendedorismo Organização industrial Estratégia de MKT Redes de empresa Atuação de micro e pequenas empresas em rede Arranjos produtivos locais Sistemas produtivos locais Supply Chain Visão da cadeia de suprimentos Busca por gestão Ganha-ganha Universidade Federal do Vale do São Francisco Campus de Juazeiro Colegiado de Engenharia de Produção Pesquisa Operacional Estratégia Organizacional Disciplina: Introdução à Engenharia de Produção Professor: Marcel de Gois Pinto