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Trabalho de Pesquisa Operacional com o Professor Jaisson
Neste trabalho, vamos resolver um problema de Programação Linear utilizando o método simplex. O problema será modelado a partir de uma empresa fictícia de Rações.
Problema:
A Jaisson Rações é uma empresa verticalmente integrada que produz rações para animais. A empresa é dona de fazendas, caminhões e uma fábrica, cuidando desde à produção da matéria prima, até o transporte e processamento dos grãos em rações.
Para os cálculos, desconsidere tempo.
Utilizando os dados disponibilizados pela empresa, e respeitando suas regras de négocio, ajude a Jaisson Rações a maximizar seu lucro, além do valor máximo de lucro possível por safra, a empresa precisa que você forneca os seguintes dados:
Quais grãos serão plantados em cada fazenda e sua quantidade de hectares.
Quais caminhões farão o transporte de quais fazendas.
A quantidade de sacos de ração de cada linha e tamanho.
O custo da empresa com agricultura por fazenda.
O custo total da empresa com agricultura (todas as fazendas).
O custo da empresa com logística por fazenda.
O custo total da empresa com logística (todas as rotas)
O custo total da empresa com ingredientes comprados. (todas as rações)
O custo total de produção de cada tipo de ração. (cada linha e cada tamanho)
O custo total da produção de todas as rações.
O custo total de operação da empresa.
O faturamento total da empresa.
O lucro da empresa.
Regras de Negócio
Todos os tipos de ração precisam ser produzidas, ou seja, todas as linhas em todos os tamanhos.
Nenhum tipo de ração pode representar menos de 2.5% da produção total, arredondado para o número inteiro de cima, isso é contabilizado por quantidade de items, ou seja, independe do tamanho. Isso garante a presença da empresa em todos os mercados. (Se a Jaisson produzir 100 items, cada linha precisa ter no mínimo 3 items produzidos)
Todas as fazendas devem ter sua área total de hectares cultivadas.
Uma fazenda pode produzir vários tipos diferentes de grão, porém um tipo de grão não pode ocupar menos de 10 hectares em uma fazenda.
Nenhum grão pode ser deixado nas fazendas, a produção total deve ser transportada para a fábrica.
Caminhões só podem ter um destino por viagem, ele não pode passar por duas fazendas, por exemplo.
Caminhões podem realizar múltiplas viagens por safra. Em cada viagem: um único destino e um único grão.
Se sobrar grão na fábrica, poderão ser vendidos a preço tabelado de venda.
Se faltar grão na fábrica, poderão ser comprados a preço tabelado de compra.
Informações do Cenário:
Rações Produzidas
Código
Categoria
Descrição
BC-G
Bovino de corte
Formulação energética de alto ganho de peso, indicada para confinamento e terminação de gado de corte.
BL-L
Vaca leiteira
Mistura balanceada com foco em proteína e minerais, para vacas em lactação com alta produção de leite.
AV-P
Galinha poedeira
Ração completa para aves de postura, com níveis de cálcio otimizados para qualidade da casca dos ovos.
EQ-M
Equinos
Ração equilibrada para cavalos de trabalho leve ou lazer, garantindo energia e boa digestibilidade.
OV-M
Ovinos/Caprinos
Mistura adaptada para pequenos ruminantes, favorecendo ganho de peso e saúde do rebanho.
PA-PET
Pássaros
Ração premium para aves ornamentais e pets, com alto valor agregado e nutrientes específicos.
AQ-T
Tilápia
Formulação extrusada de alta digestibilidade, indicada para peixes em fase de crescimento e engorda.
Tamanhos de Embalagem por Linha de Ração
Linha / Código
Tamanho Padrão
Alternativa (alto volume)
BC-G (Corte)
30 kg
Big bag 1.000 kg
BL-L (Leite)
30 kg
Big bag 1.000 kg
AV-P (Poedeira)
25 kg
Big bag 1.000 kg
EQ-M (Equinos)
25 kg
—
OV-M (Ov/Capr)
30 kg
Big bag 1.000 kg
PA-PET (Pássaros)
15 kg
—
AQ-T (Tilápia)
25 kg
Big bag 1.000 kg
Preços por Linha de Ração
BC-G (Bovino de Corte)
Linha
Embalagem 30 kg
Big bag 1.000 kg
BC-G (Corte)
R$ 78,00
R$ 2.200
Preço por kg
R$ 2,60/kg
R$ 2,20/kg
BL-L (Vaca Leiteira)
Linha
Embalagem 30 kg
Big bag 1.000 kg
BL-L (Leite)
R$ 88,00
R$ 2.480
Preço por kg
R$ 2,93/kg
R$ 2,48/kg
AV-P (Galinha Poedeira)
Linha
Embalagem 25 kg
Big bag 1.000 kg
AV-P (Poedeira)
R$ 75,00
R$ 2.150
Preço por kg
R$ 3,00/kg
R$ 2,15/kg
EQ-M (Equinos)
Linha
Embalagem 25 kg
Big bag 1.000 kg
EQ-M (Equinos)
R$ 105,00
Não produzido
Preço por kg
R$ 4,20/kg
—
OV-M (Ovinos/Caprinos)
Linha
Embalagem 30 kg
Big bag 1.000 kg
OV-M (Ov/Capr)
R$ 82,00
R$ 2.300
Preço por kg
R$ 2,73/kg
R$ 2,30/kg
PA-PET (Pássaros)
Linha
Embalagem 15 kg
Big bag 1.000 kg
PA-PET (Pássaros)
R$ 98,00
Não produzido
Preço por kg
R$ 6,53/kg
—
AQ-T (Tilápia)
Linha
Embalagem 25 kg
Big bag 1.000 kg
AQ-T (Tilápia)
R$ 80,00
R$ 2.250
Preço por kg
R$ 3,20/kg
R$ 2,25/kg
Composição das Rações (%)
Ingrediente
BC-G Corte
BL-L Leite
AV-P Poedeira
EQ-M Equinos
OV-M Ov/Capr
PA-PET Pássaros
AQ-T Tilápia
Milho
55%
34.5%
55%
25%
40%
45%
25%
Farelo de soja
18%
28%
20%
8%
20%
4%
35%
Sorgo
10%
9.5%
5%
0%
10%
0%
10%
Farelo de trigo
10%
15%
5%
20%
15%
8%
10%
Aveia
0%
5%
2%
40%
0%
25%
2.5%
Farelo de girassol
3%
5%
0%
3%
10%
15%
10%
Calcário calcítico
1%
1.5%
10%
1%
2%
1%
0.5%
Óleo de soja
2%
0.5%
2%
2%
2%
1%
5%
Pré-mix vit/min
1%
1%
1%
1%
1%
1%
2%
Quantidade de Ingredientes - Embalagem Tamanho Padrão
Ingrediente
BC-G (30kg)
BL-L (30kg)
AV-P (25kg)
EQ-M (25kg)
OV-M (30kg)
PA-PET (15kg)
AQ-T (25kg)
Milho
16.5 kg
10.4 kg
13.8 kg
6.3 kg
12.0 kg
6.8 kg
6.3 kg
Farelo de soja
5.4 kg
8.4 kg
5.0 kg
2.0 kg
6.0 kg
0.6 kg
8.8 kg
Sorgo
3.0 kg
2.9 kg
1.3 kg
0.0 kg
3.0 kg
0.0 kg
2.5 kg
Farelo de trigo
3.0 kg
4.5 kg
1.3 kg
5.0 kg
4.5 kg
1.2 kg
2.5 kg
Aveia
0.0 kg
1.5 kg
0.5 kg
10.0 kg
0.0 kg
3.8 kg
0.6 kg
Farelo de girassol
0.9 kg
1.5 kg
0.0 kg
0.8 kg
3.0 kg
2.3 kg
2.5 kg
Calcário calcítico
0.3 kg
0.5 kg
2.5 kg
0.3 kg
0.6 kg
0.2 kg
0.1 kg
Óleo de soja
0.6 kg
0.2 kg
0.5 kg
0.5 kg
0.6 kg
0.2 kg
1.3 kg
Pré-mix vit/min
0.3 kg
0.3 kg
0.3 kg
0.3 kg
0.3 kg
0.2 kg
0.5 kg
Quantidade de Ingredientes - Big Bag 1000 kg
Ingrediente
BC-G
BL-L
AV-P
EQ-M
OV-M
PA-PET
AQ-T
Milho
550 kg
345 kg
550 kg
-
400 kg
-
250 kg
Farelo de soja
180 kg
280 kg
200 kg
-
200 kg
-
350 kg
Sorgo
100 kg
95 kg
50 kg
-
100 kg
-
100 kg
Farelo de trigo
100 kg
150 kg
50 kg
-
150 kg
-
100 kg
Aveia
0 kg
50 kg
20 kg
-
0 kg
-
25 kg
Farelo de girassol
30 kg
50 kg
0 kg
-
100 kg
-
100 kg
Calcário calcítico
10 kg
15 kg
100 kg
-
20 kg
-
5 kg
Óleo de soja
20 kg
5 kg
20 kg
-
20 kg
-
50 kg
Pré-mix vit/min
10 kg
10 kg
10 kg
-
10 kg
-
20 kg
Grãos Produzidos / Ingredientes
Grão
Ingrediente
Milho
Milho
Soja
Farelo de Soja
Sorgo
Sorgo
Trigo
Farelo de trigo
Aveia
Aveia
Girassol
Farelo de girassol
Comprado
Calcário calcítico
Comprado
Óleo de soja
Comprado
Pré-mix mineral vitamínico
Valores dos Ingredientes Compradoo
Ingrediente
Preço (R$/kg)
Calcário calcítico
R$ 0,40
Óleo de soja
R$ 6,00
Pré-mix vit/min
R$ 15,00
Demanda máxima por linha de ração
Linha
Máx. itens padrão
Máx. big bags
BC-G (Corte)
150.000
3.000
BL-L (Leite)
110.000
2.200
AV-P (Poedeira)
105.000
1.125
EQ-M (Equinos)
60.000
0
OV-M (Ov/Capr)
60.000
1.200
PA-PET (Pássaros)
50.000
0
AQ-T (Tilápia)
60.000
1.500
Fazendas da Jaisson Rações.
Fazenda
Localização
Área (ha)
Porte
Fazenda Maruim
Corupá – SC
300
Pequena
Fazenda Gaúcha
Passo Fundo – RS
400
Pequena
Fazenda Campos Gerais
Ponta Grossa – PR
500
Pequena
Fazenda Pantanal
Dourados – MS
1200
Média
Fazenda Cerrado
Sorriso – MT
2500
Grande
Fazenda Capital
Rio Verde – GO
2200
Grande
ÁREA TOTAL
------------------
7100
-------
Condições agroambientais por fazenda
Fazenda
Radiação solar (kWh/m²/dia)
Dispon. de água
pH (acidez)
Textura do solo
Temp. média (°C)
Fertilidade natural
Fazenda Maruim
Baixa
Alta
Ácido
Argilosa
Frio
Média
Fazenda Gaúcha
Media
Alta
Ácido
Argilosa
Frio
Alta
Fazenda Campos Gerais
Media
Média
Ácido
Argilosa
Frio
Média
Fazenda Pantanal
Alta
Alta
Básico
Arenosa
Quente
Baixa
Fazenda Cerrado
Alta
Média
Básico
Arenosa
Quente
Baixa
Fazenda Capital
Alta
Média
Básico
Arenosa
Quente
Baixa
Perfil agronômico desejado por grão
Grão
Água
pH ideal
Textura preferida
Temp. ideal (°C)
Radiação (kWh/m²/dia)
Fertilidade
Milho
Alta
Básico
Argilosa
Quente
Alta
Alta
Soja
Muita
Básico
Argilosa
Quente
Alta
Alta
Sorgo
Pouca
Básico
Arenosa
Quente
Alta
Média
Trigo
Média
Ácido
Argilosa
Frio
Média
Média
Aveia
Média
Ácido
Argilosa
Frio
Média
Média
Girassol
Pouca
Básico
Arenosa
Quente
Alta
Média
Pesos de importância (somam 100% por grão)
Grão
Água
pH
Textura
Temperatura
Radiação
Fertilidade
Milho
22%
13%
13%
22%
15%
15%
Soja
20%
17%
13%
20%
16%
14%
Sorgo
13%
13%
20%
22%
16%
16%
Trigo
18%
18%
14%
22%
16%
12%
Aveia
18%
18%
14%
22%
16%
12%
Girassol
13%
13%
17%
20%
17%
20%
Produção Média Padrão (toneladas por ha) (dados da íntegra)
Grão
Produção Média Padrão (t/ha)
Milho
6.0 t/ha
Soja
3.8 t/ha
Sorgo
3.2 t/ha
Trigo
3.0 t/ha
Aveia
2.8 t/ha
Girassol
1.8 t/ha
Produção Por Fazenda (a partir dos pesos de importância)
A produção de um grão (g) em uma fazenda (f) é dada por: