Otimização de custo da cadeia de movimentação interna de suco integral de laranja não concentrado utilizando programação linear inteira mista

dc.contributor.advisor1Furlan, Felipe Fernando
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/4136352953168873
dc.contributor.authorOliveira, Gabriel Amaral
dc.date.accessioned2025-04-09T17:25:58Z
dc.date.issued2025-02-14
dc.description.abstractCurrently, Brazil is one of the world’s largest producers and suppliers of orange juice, with its main export product being NFC (Not From Concentrate) juice. Orange juice exports generate annual revenues ranging from US$1.5 billion to US$2.5 billion for the country, with the primary markets being the European Union, the United States, and Asian countries. However, orange production has been impacted by Greening, considered the most destructive disease in global citrus farming, along with extreme weather conditions that negatively affect fruit development, leading to raw material shortages and affecting the quality and volume of the final product—orange juice. In light of the challenges in meeting demand and product specifications, and considering the current dynamics of the orange juice market, this study aims to develop a mathematical model in operations research to minimize the transportation costs of non-concentrated orange juice (NFC) from industrial plants to the Port Terminal using Mixed-Integer Linear Programming (MILP). The models were developed using the Pyomo library in Python and solved with the Gurobi® optimization package. The objective function was defined as the sum of logistics chain costs and pasteurizer expenses. The solution approach employed the Branch and Cut method, with variations applied to the system, including changes to the upper limit between the feasible solution found and the optimal limit (MIPGap - Mixed-Integer Programming Gap) and modifications to the fleet of trucks used. This approach enabled the achievement of optimized results, yielding savings of up to R$10.6 million and R$6.8 million when comparing scenarios with MIPGaps of 10% and 5%, respectively, to the 1% MIPGap scenario. Additionally, the scenario utilizing only company-owned trucks resulted in higher costs—around R$6.2 million—due to slower delivery rates. The simulator adhered to all system-imposed constraints, including capacity limits.eng
dc.description.resumoAtualmente, o Brasil é um dos maiores produtores e fornecedores de suco de laranja do mundo, tendo como principal produto de exportação o suco NFC (Not From Concentrate). As exportações de suco de laranja chegam a gerar uma receita anual de US$1,5 bilhão a US$2,5 bilhões para o Brasil, sendo os principais destinos a União Europeia, os Estados Unidos e países asiáticos. Porém, a produção de laranja vem sendo impactada pelo Greening, considerada a doença mais destrutiva da citricultura mundial, e por condições climáticas extremas que impactam negativamente o desenvolvimento dos frutos, gerando escassez de matéria-prima e afetando a qualidade e o volume produto final, suco de laranja. Diante da dificuldade de atendimento da demanda e especificação e em face a toda essa dinâmica atual no mercado de suco de laranja, este trabalho tem como objetivo desenvolver um modelo matemático de pesquisa operacional que minimize os custos da movimentação de suco de laranja não concentrado (NFC) das plantas industriais ao Terminal Portuário, utilizando programação linear inteira-mista (PLIM). Os modelos foram desenvolvidos empregando a biblioteca Pyomo do Python e resolvidas empregando o pacote de otimização Gurobi®. Definiu-se a função objetivo do problema sendo a soma dos custos da cadeia logística e dos pasteurizadores e para solução utilizou-se o método Branch and cut aplicando variações ao sistema, como: diferença entre a melhor solução inteira e solução não inteira atual, ou seja, o MIPGap (Mixed- Integer Programming Gap) e alterações na frota de carretas utilizadas, que permitiu a obtenção de resultados otimizados, gerando economias de até R$ 10,6 milhões e R$6,8 milhões comparando os cenário de 10 e 5 % de MIPGap, respectivamente, ao cenários com 1% de MIPGap, e mostrou-se que o cenário somente com carretas próprias gerava mais custos, em torno de R$6,2 milhões, devido ao ritmo de entrega. O simulador respeitou todas as restrições impostas ao sistema, além das capacidades.por
dc.identifier.citationOLIVEIRA, Gabriel Amaral. Otimização de custo da cadeia de movimentação interna de suco integral de laranja não concentrado utilizando programação linear inteira mista. 2025. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Química) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2025. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/21849.por
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/20.500.14289/21849
dc.language.isopor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlos
dc.publisher.addressCampus São Carlos
dc.publisher.courseEngenharia Química - EQ
dc.publisher.initialsUFSCar
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilen
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/
dc.subjectSuco de laranjapor
dc.subjectPerquisa operacionalpor
dc.subjectProgramação linearpor
dc.subjectOtimizaçãopor
dc.subjectBranch-and-cuteng
dc.subjectOrange juiceeng
dc.subjectOperational researcheng
dc.subjectLinear programmingeng
dc.subjectOptimizationeng
dc.subject.cnpqENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::PROCESSOS INDUSTRIAIS DE ENGENHARIA QUIMICA
dc.titleOtimização de custo da cadeia de movimentação interna de suco integral de laranja não concentrado utilizando programação linear inteira mistapor
dc.title.alternativeCost optimization of the internal movement chain of non-concentrated whole orange juice using mixed integer linear programmingeng
dc.typeTCC

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