O café: caracterização da cadeia produtiva e modelos de programação matemática para o processo de torrefação.

Diana Yomali Ospina L´ opez O Caf´e: Caracteriza¸c˜ao da Cadeia Produtiva e Modelos de Programa¸c˜ao Matem´atica para o Processo de Torrefa¸c˜ao Tese submetida `a Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto para a obten¸c˜ao do grau de doutor em Engenharia Industrial e Gest˜ao Orientadores Professora Maria Ant´onia da Silva Lopes de Carravilla Professor Jos´e Fernando da Costa Oliveira Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto 28 de Outubro de 2014 Ao meu pai, Hugo Ant´onio Ospina in memoriam Resumo Este trabalho organiza-se segundo dois vetores, ligados pelo fio condutor do tema do caf´e. No primeiro vetor faz-se uma compila¸c˜ao cr´ıtica de informa¸c˜ao dispersa por documenta¸c˜ao diversa e relacionada com v´arias ´areas cient´ıficas. Destacase a hist´oria da evolu¸c˜ao do cultivo e do consumo mundial do caf´e, fortemente ligada no ´ultimo s´eculo `a hist´oria do com´ercio do caf´e e dos conv´enios internacionais criados para regulamentar as transa¸c˜oes internacionais e que foram plasmando as oscila¸c˜oes entre a oferta e a procura devidas essencialmente `as varia¸c˜oes na produ¸c˜ao. S˜ao ainda descritas todas as fases de processamento do caf´e desde a planta¸c˜ao at´e ao produto final, salientando as quest˜oes de perecibilidade, os diversos tipos de plantas do caf´e e as suas caracter´ısticas de plantio, produtividade e caracter´ısticas na bebida final e tamb´em a sua comercializa¸c˜ao nas principais bolsas de futuros e de mercadorias. Os principais aspectos da cadeia de abastecimento do caf´e s˜ao tamb´em considerados neste trabalho. Utilizando um conjunto de publica¸c˜oes recentes s˜ao classificados quatro grupos que tratam respectivamente a cadeia de abastecimento do caf´e verde, a cadeia de abastecimento do caf´e torrado, a cadeia de abastecimento do caf´e sol´uvel e a cadeia de abastecimento que inclui uma combina¸c˜ao desta principais formas e estados do caf´e. No segundo vetor selecionou-se um dos problemas associados a uma parte da cadeia de produ¸c˜ao do caf´e, tendo como base o caso de estudo de uma unidade industrial do Norte de Portugal, mais especificamente a fase de torrefa¸c˜ao e moagem e embalagem. Esse problema foi abordado atrav´es de m´etodos anal´ıticos. Foi desenvolvido um modelo de programa¸c˜ao inteira mista para o planeamento da produ¸c˜ao de caf´e com o prop´osito de responder `as quest˜oes colocadas pela empresa, tais como quantidades de cada encomenda a produzir em cada per´ıodo do horizonte temporal e tamb´em tipos de caf´e e quantidades a carregar nos silos no in´ıcio de cada per´ıodo. Foram tamb´em VI desenvolvidos indicadores para medir, dentro de um grupo de encomendas e um horizonte temporal, a percentagem de ocupa¸c˜ao da capacidade de cada setor produtivo. O sistema de apoio `a decis˜ao desenvolvido com base no modelo de programa¸c˜ao mista permite dar resposta `as quest˜oes de ordem operacional apresentadas pela empresa, mas poder´a ser tamb´em utilizado pela empresa para tomar decis˜oes de n´ıvel t´atico, tal como a aceita¸c˜ao de produ¸c˜ao de um novo produto ou a incorpora¸c˜ao de datas de disponibilidade de mat´eria-prima ou ainda decis˜oes de n´ıvel estrat´egico para apoio nas decis˜oes de dimensionamento das instala¸c˜oes. Resumen Este trabajo se organiza seg´un dos premisas relacionados con el caf´e como hilo conductor del tema. En la primera premisa se presenta una recopilaci´on cr´ıtica de la informaci´on dispersa por diversos documentos y relacionados con varias ´areas cient´ıficas. Cabe destacar la historia de la evoluci´on del cultivo y del consumo mundial de caf´e, fuertemente vinculada en el ´ultimo siglo a la historia de su comercializaci´on y los acuerdos creados para regular las transacciones internacionales que fueron dando forma a las oscilaciones entre la oferta y la demanda, debido principalmente a las variaciones en la producci´on. Se describen con m´as detalle todas las fases de la elaboraci´on del caf´e desde la plantaci´on hasta el producto final, destacando su car´acter perecedero, los diversos tipos de plantas y sus caracter´ısticas de cultivo, de la bebida final y de productividad, as´ı como su comercializaci´on en las principales bolsas de futuros y materias primas. Los principales aspectos de la cadena de suministro de caf´e tambi´en fueron considerados, por intermedio de un conjunto de publicaciones recientes, donde se clasifican cuatro grupos que tratan respectivamente de la cadena de abastecimiento de caf´e verde, caf´e tostado, caf´e soluble y la cadena que incluye una combinaci´on de estas principales formas y estados del caf´e. En la segunda premisa fue seleccionado uno de los problemas asociados con una parte de la producci´on de caf´e, basado en un estudio de caso de una unidad industrial del norte de Portugal, m´as espec´ıficamente la etapa de tostado, molienda y empaque. Este problema fue tratado utilizando m´etodos anal´ıticos. Se desarroll´o un modelo de programaci´on entera mixta para la planeaci´on de la producci´on de caf´e con el fin de responder a las preguntas planteadas por la empresa, tales como las cantidades de encomienda que deb´ıan ser producidas en cada per´ıodo del horizonte de tiempo y tambi´en los tipos y cantidades de caf´e que VIII deb´ıan ser cargadas en los silos al inicio de cada per´ıodo. Se desarrollaron indicadores para medir, dentro de un grupo de encomiendas y un horizonte de tiempo, el porcentaje de ocupaci´on de la capacidad de cada sector productivo. El sistema de apoyo a la decisi´on desarrollado, basado en el modelo de programaci´on mixta, permite dar respuesta a las preguntas de car´acter operativo presentado por la empresa. Igualmente puede ser utilizado para la toma de decisiones t´acticas, como la aceptaci´on de la producci´on de un nuevo producto o la incorporaci´on de las fechas disponibles de materias primas o incluso en las decisiones a nivel estrat´egico para apoyar el dimensionamiento de instalaciones. Abstract This work is organized along two directions, being Coffee the conducting thread for both of them. In the first research direction, a critical compilation of information is done based on very disperse and diverse documentation related to several different scientific areas. The history of the evolution of coffee growing and its world consumption is highlighted, which during the last century has been closely related to the history of coffee trade and the international agreements to regulate its international transactions; those agreements have shaped the oscillations of supply and demand, mainly due to fluctuations in production. Furthermore, all of the phases of coffee processing, from planting to the final product, are described emphasizing the perishable nature of coffee, the various types of plants and respective harvesting features, productivity and final drink characteristics, as well as its trading in major stock exchanges and commodity markets. The main aspects of the coffee supply chain are also considered in this work. Four groups are identified using a set of recent publications; those four groups have to do with the supply chains of green coffee, roasted coffee, soluble coffee and a combination of these three major forms and states of coffee. In the second research direction, one of the problems associated to an aspect of the coffee production chain was selected, namely, the roasting, grinding and packaging phase; that selection was based on a study case of an industrial unit in northern Portugal. This problem was addressed by analytical methods. A mixed integer programming model for coffee production planning was developed in order to answer the questions posed by the company, such as which quantities of each order to produce at each time interval, as well as what types and quantities of coffee should be stored into silos by the beginning of each interval. Indicators to measure, within a group XVI Lista de Figuras 2.1 Cadeia de abastecimento do caf´e. ................ 6 2.2 Coffea arabica vs coffea canephora. ............... 7 2.3 Regi˜oes de cultivo de caf´e no mundo. .............. 8 2.4 Sec¸c˜ao transversal do caf´e cereja ................ 10 2.5 Evolu¸c˜ao do mercado do caf´e entre os anos 1963 e 2013. . . . 24 2.6 Produ¸c˜ao e consumo mundial de caf´e em 2007. ........ 25 2.7 Consumo mundial de caf´e por tipo de mercado. . . . . . . . . 26 2.8 Produ¸c˜ao e consumo mundial de caf´e. ............. 27 2.9 Do cultivo ao caf´e pergaminho. ................. 28 2.10 Do caf´e pergaminho ao caf´e verde. ............... 33 2.11 Do caf´e verde ao produto final ................. 36 2.12 Processo de liofiliza¸c˜ao de caf´e ................. 40 3.1 Classifica¸c˜ao da literatura das cadeias de abastecimento agr´ıcolas. ................................ 49 3.2 Processamento do caf´e. ..................... 53 4.1 Processo produtivo de caf´e torrado e mo´ıdo. ......... 72 4.2 Processo de produ¸c˜ao de caf´e torrado. ............. 77 4.3 Varia¸c˜ao da fun¸c˜ao objetivo para per´ıodos de produ¸c˜ao em torno da data de entrega da encomenda e........... 79 5.1 Dimens˜ao do modelo para as 180 instˆancias geradas. . . . . 91 5.2 Medidas de utiliza¸c˜ao de capacidade para as 180 instˆancias geradas. ............................. 92 5.3 Instˆancias com pelo menos um indicador com valor acima de 100% n˜ao tˆem solu¸c˜ao admiss´ıvel. ............... 92 5.4 O indicador “utiliza¸c˜ao capacidade silos (tipo de caf´e)” aumenta com o aumento do n´umero de encomendas (E). . . . 93 XVIII Lista de Figuras 5.5 O indicador “utiliza¸c˜ao capacidade silos (tipo de caf´e)” diminui com o aumento do n´umero de per´ıodos do horizonte temporal (T). .......................... 93 5.6 O indicador “utiliza¸c˜ao capacidade silos (tipo de caf´e)” aumenta com o aumento da quantidade m´axima por encomenda (Q). ................................ 94 5.7 As instˆancias sem solu¸c˜ao admiss´ıvel (indicador “utiliza¸c˜ao capacidade silos (tipo de caf´e)” superior a 100%) correspondem a T= 10 e T= 20. ..................... 95 5.8 Para cada valor do horizonte temporal o gap aumenta com o aumento do n´umero de encomendas E............. 98 5.9 A dificuldade da resolu¸c˜ao dos problemas pelo CPLEX aumenta com o aumento do valor do indicador “utiliza¸c˜ao capacidade silos (tipo de caf´e)”. ................... 99 5.10 Evolu¸c˜ao do invent´ario e do atraso face `as quantidades encomendadas para T= 10, E= 20 e Q= 1000. .........100 5.11 Evolu¸c˜ao do invent´ario e do atraso face `as quantidades encomendadas para T= 10, E= 20 e Q= 2000. .........100 5.12 Evolu¸c˜ao do invent´ario e do atraso face `as quantidades encomendadas para T= 10, E= 20 e Q= 3000. .........101 5.13 Evolu¸c˜ao do invent´ario e do atraso face `as quantidades encomendadas para T= 60, E= 120 e Q= 1000. .........102 5.14 Evolu¸c˜ao do invent´ario e do atraso face `as quantidades encomendadas para T= 60, E= 120 e Q= 2000. .........103 5.15 Evolu¸c˜ao do invent´ario e do atraso face `as quantidades encomendadas para T= 60, E= 120 e Q= 3000. .........104 Lista de Tabelas 2.1 Carater´ısticas do caf´e ar´abica e robusta. ............ 7 2.2 Primeiras referˆencias do caf´e. .................. 11 3.1 Classifica¸c˜ao de perecibilidade para o caf´e. ........... 51 3.2 Referˆencias na literatura sobre a cadeia de abastecimento do caf´e. ................................ 55 3.3 Cadeia de Abastecimento do caf´e e NPF `a base de ervilha. . . 65 5.1 Blends dos produtos comercializados pela empresa: Blcp, percentagem do caf´e tipo cno produto p.............. 89 5.2 Resumo da primeira fase dos testes computacionais. . . . . . 96 5.3 Resumo dos resultados da an´alise de sensibilidade ao horizonte temporal. ..........................107 5.4 Resultados da an´alise de sensibilidade ao n´umero e capacidade dos silos. ..............................110 5.5 Resultados do aumento de 5% no n´umero de encomendas. . . 113 5.6 Resultados da altera¸c˜ao do blend do produto 6. ........115 A.1 Resultados dos testes computacionais ..............135 asdgasd 1 Introdu¸c˜ao O objetivo do trabalho de investiga¸c˜ao desta tese era duplo. Por um lado era compreender todo o processo associado `a produ¸c˜ao de caf´e desde o seu cultivo at´e `a distribui¸c˜ao aos consumidores finais, incluindo a sua cadeia log´ıstica e tentar juntar num ´unico documento informa¸c˜ao que tipicamente tem estado dispersa em publica¸c˜oes de v´arias ´areas cient´ıficas ou mais ligadas `a economia, ou `a agricultura ou `a log´ıstica ou `a produ¸c˜ao, e tentar construir um quadro global que permitisse, um trabalho mais direcionado depois, em qualquer uma destas fases que s˜ao descritas na tese. Esse trabalho de compreens˜ao, tipifica¸c˜ao, jun¸c˜ao num ´unico documento corresponde aos dois primeiros cap´ıtulos desta disserta¸c˜ao. O segundo objetivo de investiga¸c˜ao era considerar um dos problemas associados a toda esta cadeia de produ¸c˜ao e tentar abord´a-lo atrav´es de m´etodos anal´ıticos e quantitativos. O problema escolhido foi o problema que se enquadra na fase do caf´e verde `a distribui¸c˜ao e que no fundo corresponde `a fase mais industrial do processo, que ´e a fase da torrefa¸c˜ao e embalagem. Para tal usou-se como caso de estudo uma empresa no Norte do pa´ıs e com base no modo como esse problema se apresenta na empresa foi desenvolvido, modelizado e implementado e testado um modelo de programa¸c˜ao matem´atica onde se pode confirmar a viabilidade de utiliza¸c˜ao de m´etodos anal´ıticos e quantitativos no apoio `a decis˜ao nessa fase do processo da produ¸c˜ao do caf´e. 1.1 Motiva¸c˜ao O caf´e ´e uma das bebidas mais populares no mundo, sendo produzida em aproximadamente setenta pa´ıses, destacando-se o Brasil, o Vietname e a 2 Introdu¸c˜ao Colˆombia entre os principais cultivadores. O consumo prov´em essencialmente de pa´ıses n˜ao produtores do gr˜ao, como os pa´ıses da Europa Ocidental, da Am´erica do Norte e o Jap˜ao. A sua popularidade e consumo transformaram o caf´e numa das commodities mais negociadas nas bolsas de mercadorias, sendo o valor negociado superado apenas pelo petr´oleo. ´ E, pois, para os pa´ıses produtores uma importante fonte de divisas. Apesar de sua importˆancia comercial, o mercado do caf´e tem sido caracterizado ao longo dos anos por constantes desequil´ıbrios entre a oferta e a procura, t´ıpicos de um produto agr´ıcola. Factores relacionados com o clima, especula¸c˜oes comerciais, interven¸c˜oes dos governos, entre outros, provocam varia¸c˜oes nos pre¸cos e afectam tanto produtores como compradores dedicados `a industrializa¸c˜ao do gr˜ao. De facto, para as empresas dedicadas `a torrefa¸c˜ao do caf´e, a verifica¸c˜ao dos pre¸cos para a aquisi¸c˜ao das mat´erias-primas, revela-se um aspecto fundamental no planeamento da produ¸c˜ao. Os diferentes tipos de produtos s˜ao elaborados com combina¸c˜oes de distintos tipos e percentagens de gr˜aos de caf´e, provenientes de v´arias origens. Desta maneira, a observa¸c˜ao do comportamento dos pre¸cos ´e parte fundamental no processo de planeamento da produ¸c˜ao. O planeamento da produ¸c˜ao passa tamb´em pela satisfa¸c˜ao dos clientes, cada vez mais exigentes no actual contexto de mercado. Aspectos relacionados com custos, qualidade e rapidez das entregas convertem-se em importantes desafios ante a mudan¸ca da oferta e procura, assim como a introdu¸c˜ao de novos produtos. Prazos cada vez mais curtos e maior n´umero de entregas tamb´em fazem parte destes desafios, dado que as empresas de torrefa¸c˜ao de caf´e n˜ao s˜ao exce¸c˜ao a esta tendˆencia geral. Assim, o complexo processo de planeamento da produ¸c˜ao implica em muitos casos um acr´escimo nos custos, na tentativa de cumprir com as datas previstas de entrega. Esse acr´escimo de custos corresponde a custos de armazenamento, se as encomendas forem produzidas antes da data de entrega, ou a custos relativos ao atraso, se as entregas forem realizadas ap´os a data acordada com os clientes. Pelo facto de estas quest˜oes serem do interesse de muitas empresas, o desenvolvimento deste trabalho utilizou como caso de estudo uma empresa de torrefa¸c˜ao de caf´e em Portugal. As caracter´ısticas do processo de torrefa¸c˜ao, a complexidade do problema, devido `a composi¸c˜ao dos diferentes produtos que inclui a mistura de 1.2 Estrutura da Disserta¸c˜ao 3 v´arios tipos de caf´e procedentes de distintas origens, motivou a elabora¸c˜ao deste trabalho. Para o seu desenvolvimento optou-se por uma abordagem usando um modelo de programa¸c˜ao linear inteira mista. Estas caracter´ısticas do modelo proporcionam `as empresas dedicadas `a torrefa¸c˜ao de caf´e um sistema de suporte de decis˜ao, para testar a aceita¸c˜ao das ordens e definir no in´ıcio de cada per´ıodo de planeamento a forma como os silos de caf´e devem ser carregados. 1.2 Estrutura da Disserta¸c˜ao O trabalho foi estruturado em seis cap´ıtulos da seguinte maneira: Neste primeiro cap´ıtulo foi feita uma introdu¸c˜ao dos factores que motivaram a escolha do trabalho, assim como os objetivos da investiga¸c˜ao. No cap´ıtulo 2s˜ao apresentadas as principais caracter´ısticas do gr˜ao de caf´e. Apresenta-se tamb´em um apanhado hist´orico do caf´e, uma revis˜ao documental ressaltando os principais aspectos do sector, como a hist´oria e os Conv´enios Internacionais do caf´e, assim como a descri¸c˜ao do caf´e como uma das commodities mais importantes transaccionadas nas bolsas de mercadorias. Aborda-se tamb´em o tema do processamento de caf´e, sendo descritas as etapas do processo do caf´e, desde o cultivo at´e a obten¸c˜ao dos produtos finais. No cap´ıtulo 3apresenta-se uma breve revis˜ao da literatura relacionadas com as cadeias de abastecimento, seguida por uma descri¸c˜ao da cadeia de abastecimento do caf´e. S˜ao classificadas as formas de caf´e numa perspetiva de perecibilidade. ´ E feita ainda um revis˜ao dos principais modelos de planeamento da produ¸c˜ao. No cap´ıtulo 4apresenta-se o modelo de programa¸c˜ao linear inteira mista para uma t´ıpica empresa de torrefa¸c˜ao de caf´e e enquadra-se este modelo nos contextos operacionais, t´aticos e estrat´egicos onde pode ser usado. O cap´ıtulo 5dedica-se `a apresenta¸c˜ao dos resultados obtidos nos testes computacionais e sua discuss˜ao e an´alise, incluindo uma an´alise de sensibilidade aos parˆametros mais relevantes do modelo. Por fim, o cap´ıtulo 6´e dedicado `as conclus˜oes e a propostas de desenvolvimentos futuros. 2 O Caf´e O consumo do caf´e ´e hoje um h´abito difundido pelo mundo, assim como a sua produ¸c˜ao e comercializa¸c˜ao. As principais formas e estados do caf´e s˜ao: pergaminho, verde, torrado, mo´ıdo, descafe´ınado, liofilizado, l´ıquido e sol´uvel. O caf´e verde tem sido considerado como um dos principiais produtos negociados nas bolsas de mercadorias, durante muitos anos o segundo em valor depois do petr´oleo, e tem sido um importante gerador de divisas para os pa´ıses cultivadores de gr˜ao, entre os quais se destacam o Brasil, a Colˆombia e o Vietname. Para regular esta comercializa¸c˜ao, a Organiza¸c˜ao Internacional do Caf´e (OIC), principal organismo intergovernamental ao servi¸co do caf´e faz uma classifica¸c˜ao dos quatro principais tipos de caf´e em Suaves Colombianos, Outros Suaves, Naturais Brasileiros e Robustas. As diferentes formas e estados do caf´e s˜ao obtidas atrav´es de atividades de transforma¸c˜ao de mat´eria-prima em produtos finais, assim como atrav´es de atividades log´ısticas de transporte, armazenamento e tratamento. Tipicamente a cadeia de abastecimento do caf´e inclui quatro est´agios principiais: colheita, comercializa¸c˜ao do caf´e verde, produ¸c˜ao e distribui¸c˜ao, tal como se representa na Figura 2.1. A colheita inclui opera¸c˜oes de cultivo e tratamento dos gr˜aos para a obten¸c˜ao do caf´e verde. Seguidamente o caf´e verde passa para a etapa de comercializa¸c˜ao no mercado nacional e/ou internacional, passando para as empresas dedicadas `a industrializa¸c˜ao do caf´e. Na fase de produ¸c˜ao, os processos variam segundo as diferentes especificidades que se pretendem para o produto final, procurando garantir um caf´e com aroma, sabor, frescura e cor pr´oprios. Em todos os casos os processos incluem: armazenamento, torrefa¸c˜ao, moagem, mistura e embalagem e, ainda, uma 12 O Caf´e omo et al.,2007). A prepara¸c˜ao da bebida foi no entanto respons´avel pela sua difus˜ao pelo mundo at´e alcan¸car a Europa, onde foram reconhecidas as suas potencialidades comerciais. Os pa´ıses europeus ambicionaram ent˜ao obter sementes de caf´e para as cultivar. Os holandeses adquiriram em 1616 as primeiras sementes de caf´e que foram cultivadas experimentalmente nas estufas no Jardim Botˆanico de Amsterd˜ao e nas col´onias holandesas. Em 1699 o caf´e tamb´em foi cultivado nas regi˜oes de Malabar, ´ India e Bat´avia (Java) actual Indon´esia, fornecendo caf´e `a Europa sob o controlo da Holanda. Relativamente `a introdu¸c˜ao do caf´e na Am´erica, em 1713 um p´e da planta foi levado para Le Jardim des Plantes de Paris e em 1720 Gabriel Mathieu de Cliei, um oficial da marinha francesa, foi encarregue de transportar a planta de caf´e numa viagem de navio `a ilha de Martinica, onde foi replantado, cresceu multiplicou-se, obtendo-se em 1726 a primeira colheita de caf´e. Os pa´ıses da Am´erica historicamente conhecidos pela produ¸c˜ao do caf´e s˜ao o Brasil e a Colˆombia. No caso do Brasil, a hist´oria do caf´e iniciou-se em 1727, quando o caf´e Ar´abica chegou `a cidade de Bel´em por meio de Francisco de Melo Palheta, um militar luso-brasileiro procedente de Caiena, capital da Guiana Francesa. As adequadas condi¸c˜oes do clima e da terra Brasileiras permitiram a expans˜ao do cultivo. O caf´e come¸cou um percurso de expans˜ao pelas regi˜oes de Maranh˜ao, Bahia, Rio de Janeiro, Minas Gerais e Paran´a e gerou um novo ciclo econ´omico e de desenvolvimento no Brasil com as primeiras exporta¸c˜oes: em 1779 de 79 arrobas, que aumentaram em 1806 at´e as 80 mil arrobas. Em 1825 o cultivo de caf´e chegou no Estado de S˜ao Paulo e entre os principais fazendeiros desta ´epoca encontrava-se Alberto Santos Dumont, que al´em de seu empenho nas atividades ligadas `a avia¸c˜ao, projetou mundialmente o caf´e brasileiro conhecido como o Caf´e Tipo Santos. No entanto, h´a controv´ersias em rela¸c˜ao `a origem desta denomina¸c˜ao pois outras vers˜oes indicam que a qualidade do caf´e santista, e o facto de o porto de Santos ser um dos principais portos exportadores do produto, ´e que determinaram a cria¸c˜ao do padr˜ao internacional Caf´e Tipo Santos. Embora o caf´e se tivesse adaptado ao territ´orio Brasileiro, o pouco conhecimento que se tinha em rela¸c˜ao aos cuidados e t´ecnicas do cultivo e comercializa¸c˜ao de caf´e fizeram que a cafeicultura enfrentasse v´arios problemas dos quais se destacam, em 1870, uma forte geada que atingiu as planta¸c˜oes do oeste 2.2 Breve Hist´oria do Caf´e 13 de S˜ao Paulo e em 1929 a quebra da Bolsa de Valores de Nova Iorque que afectou as exporta¸c˜oes para os Estados Unidos. Com a quebra da Bolsa de Nova Iorque, o Brasil deixou de exportar milh˜oes de sacos de caf´e e as exporta¸c˜oes, que j´a tinham atingido 21 milh˜oes de sacos, ca´ıram para 14 milh˜oes. Ambos os acontecimentos geraram a queda do pre¸co do caf´e e o desastre econ´omico afetou a cafeicultura brasileira. Na sequˆencia destas ocorrˆencias a cafeicultura no Brasil foi reestruturada e os produtores, industriais e exportadores procuraram novas ´areas para a produ¸c˜ao at´e converter o Brasil num dos maiores produtores mundiais do caf´e (Minist´erio da Educa¸c˜ao do Brasil,2005;Martins,2008;Servi¸co Brasileiro de Apoio `as Micro e Pequenas Empresas,2007;Associa¸c˜ao Brasileira da Ind´ustria de Caf´e,2013). No caso da Colˆombia, a hist´oria da chegada do caf´e a este pa´ıs n˜ao est´a t˜ao claramente documentada (Federaci´on Nacional de Cafeteros de Colombia,2010e). As sementes dos gr˜aos de caf´e chegaram a Nova Granada em 1730, procedentes das Guianas e atrav´es da Venezuela, e foram cultivadas no nordeste do pa´ıs, nos departamentos de Santander e Norte de Santander. Em 1835 registrou-se a primeira produ¸c˜ao comercial com 2 560 sacos de 60 kg (a unidade de medida internacional para a comercializa¸c˜ao do caf´e ´e um saco de 60 kg de caf´e verde) exportados desde a fronteira com a Venezuela. Esse cultivo propagou-se em 1850 para o centro e ocidente do pa´ıs nos departamentos de Cundinamarca, Antioquia e Caldas. Mas a consolida¸c˜ao do caf´e na Colˆombia como produto exportador aconteceu na segunda metade do s´eculo XIX, com a expans˜ao do mercado de 60 000 sacos de 60 kg para 600 000 sacos. O crescimento deu-se principalmente nas grandes fazendas dos departamentos de Santander e Cundinamarca e a´ı a comercializa¸c˜ao do caf´e chegou corresponder a mais de 80% da produ¸c˜ao nacional. Atualmente o consumo, cultivo e interesse pelo caf´e, expandiram-se pelo mundo e ´e uma das bebidas mais consumidas, sendo considerada uma importante commodity, negociada nas principais bolsas de futuros e mercadorias do mundo. 2.2.1 Hist´oria Comercial do Caf´e Segundo Seudieu (2008) a hist´oria comercial do caf´e divide-se nos trˆes per´ıodos seguintes: •A era do mercado livre do caf´e; 14 O Caf´e •A era do mercado controlado do caf´e; •A era do mercado livre do caf´e no ˆambito de um quadro de coopera¸c˜ao internacional A era do mercado livre do caf´e: at´e ao in´ıcio dos anos 50 o cultivo de caf´e manteve-se limitado a um n´umero reduzido de pa´ıses. A produ¸c˜ao e as exporta¸c˜oes eram dominadas por pa´ıses latino-americanos, sendo o Brasil o ator principal. Os produtores, em especial do Brasil e da Colˆombia, recebem neste per´ıodo os apoios dos governos e dos bancos ao setor do caf´e, fundamentais para ajudar a maximizar o rendimento das exporta¸c˜oes, e usufruem ainda da cria¸c˜ao de centros de investiga¸c˜ao espec´ıficos para o caf´e, gerados atrav´es de alian¸cas entre os governos, entidades privadas e tamb´em organismos de investiga¸c˜ao internacionais. Neste per´ıodo as empresas de torrefa¸c˜ao e os retalhistas ainda estavam bastante fragmentados. A era do mercado controlado do caf´e: entre os anos 1950 e 1960 importantes mudan¸cas pol´ıticas, econ´omicas, tecnol´ogicas e sociais influenciaram uma nova era da ind´ustria do caf´e. Apareceram novas t´ecnicas e m´etodos para aumentar a produ¸c˜ao, e surgiu o caf´e sol´uvel e a embalagem em v´acuo. O aumento da produ¸c˜ao de caf´e foi estimulado pelas potˆencias coloniais, Fran¸ca, Reino Unido e B´elgica, com dois prop´ositos: a cria¸c˜ao de fontes alternativas de abastecimento e o fortalecimento das suas economias atrav´es do desenvolvimento do caf´e. Tamb´em, neste per´ıodo, ´ Africa aparece como um dos principais fornecedores para o mercado europeu, em concorrˆencia com a Am´erica Latina. As empresas de torrefa¸c˜ao emergiram como grandes compradores a n´ıvel mundial, conseguindo exercer uma forte influˆencia no com´ercio mundial. Um outro acontecimento importante que ocorreu neste per´ıodo foi a cria¸c˜ao da Organiza¸c˜ao Internacional do Caf´e (OIC), que permitiu melhorar as condi¸c˜oes dos setores relacionados com a produ¸c˜ao e comercializa¸c˜ao do caf´e. A mudan¸ca de um mercado livre para uma economia controlada teve o apoio de v´arios pa´ıses importadores que viram nessa organiza¸c˜ao um meio de melhorar as condi¸c˜oes econ´omicas das suas antigas col´onias. A era do mercado livre do caf´e no ˆambito de um quadro de coopera¸c˜ao internacional: mudan¸cas no mercado relacionadas com o excesso de produ- ¸c˜ao face ao consumo ocorreram entre 1960 e 1980 e marcaram este per´ıodo. 2.2 Breve Hist´oria do Caf´e 15 A´ Asia emergiu como uma das principais regi˜oes produtoras, passando o Vietname para a posi¸c˜ao de segundo maior produtor e exportador de caf´e no mundo. A abertura destes novos mercados obrigou pa´ıses tradicionalmente produtores a melhorar a estrutura da sua ind´ustria do caf´e, a investir na qualidade e a procurar novos mercados. Durante este per´ıodo as empresas de torrefa¸c˜ao de caf´e tamb´em se aperceberam das mudan¸cas do mercado, que exigiam melhorias nos processos de produ¸c˜ao e comercializa¸c˜ao. A cadeia de abastecimento do caf´e teve tamb´em que se adaptar `as mudan¸cas. Transformou-se numa cadeia mais abrangente, para cobrir os diferentes processos desde a aquisi¸c˜ao de caf´e verde at´e a entrega ao cliente final, e tamb´em mais tensa pois as grandes ind´ustrias de torrefa¸c˜ao passaram a exigir da restante cadeia entregas num modelo just-in-time. Em torno de 1998 os pre¸cos de caf´e, em diminui¸c˜ao h´a v´arios anos, atingiram m´ınimos hist´oricos. A crise gerada por essa redu¸c˜ao de pre¸cos teve efeitos sociais, ambientais e econ´omicos e criou situa¸c˜oes extremas de pobreza em muitos agricultores. Como contraponto para essa crise houve um forte crescimento nos caf´es especiais, que se baseiam na diferencia¸c˜ao, e que levaram a uma integra¸c˜ao de todas as opera¸c˜oes da cadeia log´ıstica para poder garantir a traceabilidade dos produtos. 2.2.2 Conv´enios Internacionais do Caf´e A hist´oria comercial do caf´e inclui tamb´em os Conv´enios Internacionais do Caf´e estabelecidos pela OIC. O primeiro deles foi assinado em 1962 a que se seguiram os conv´enios de 1968, 1976, 1983, 1994, 2001 e 2007. Conv´enio Internacional do Caf´e de 1962 O Conv´enio de 1962 (International Coffee Organization,1963) foi negociado na cidade de Nova Iorque com o apoio das Na¸c˜oes Unidas e elaborado pelos pa´ıses para os quais o caf´e tinha importˆancia econ´omica e social: 32 pa´ıses membros exportadores e 22 pa´ıses importadores. Foram seis os objetivos do Conv´enio: 1. alcan¸car um equil´ıbrio razo´avel entre a oferta e a procura em bases que assegurem, a pre¸cos equilibrados, fornecimentos adequados de caf´e 16 O Caf´e aos consumidores e mercados para os produtores, e que resultem no equil´ıbrio duradouro entre a produ¸c˜ao e o consumo; 2. minorar as s´erias dificuldades causadas pelos excedentes de caf´e e pelas excessivas flutua¸c˜oes nos pre¸cos; 3. contribuir para o desenvolvimento dos recursos produtivos e para a promo¸c˜ao e manuten¸c˜ao do n´ıvel de emprego e receitas dos pa´ıses membros, com a finalidade de obter sal´arios justos, um n´ıvel de vida mais elevado e melhores condi¸c˜oes de trabalho; 4. ajudar a elevar o poder de aquisi¸c˜ao dos pa´ıses produtores de caf´e pela manuten¸c˜ao dos pre¸cos em n´ıveis equilibrados e pelo incremento do consumo; 5. fomentar o consumo do caf´e por todos os meios poss´ıveis; 6. em geral, como reconhecimento da rela¸c˜ao entre o com´ercio do caf´e e a estabilidade econ´omica dos mercados de produtos industriais, estimular a colabora¸c˜ao internacional relacionada com os problemas do caf´e a n´ıvel mundial. Para for¸car o cumprimento dos objetivos foi criado o sistema de quotas de exporta¸c˜ao no qual, segundo International Coffee Organization (2013c), “A participa¸c˜ao de cada membro exportador numa quota global de exporta¸c˜ao se baseava na m´edia de sua produ¸c˜ao export´avel (produ¸c˜ao total anual menos consumo interno) nos dois anos cafeeiros de 1961/62 e 1962/63 ou, ent˜ao, nos quatro anos cafeeiros de 1959/1960 a 1962/63”. Tratava-se da aplica¸c˜ao de um sistema de quotas que impedia a entrada no mercado de caf´e de quantidades superiores `as necessidades do consumo. Foi uma proposta adequada e muito positiva principalmente para os produtores, ao garantir que o caf´e a comercializar seria absorvido pelo mercado. Mas, em simultˆaneo, era necess´ario garantir a disponibilidade do caf´e desejado pelos consumidores. Como consequˆencia foram ent˜ao criados alguns graus de flexibilidade no Conv´enio, pois n˜ao existia um mecanismo autom´atico, por exemplo baseado nos pre¸cos, para ajustar as quotas depois de fixadas, nem um ajuste para os v´arios tipos de caf´e. A situa¸c˜ao foi tratada em Novembro de 1965 por um grupo de juristas internacionais, que decidiram que as quotas deveriam ser ajustadas proporcionalmente e n˜ao por 2.2 Breve Hist´oria do Caf´e 17 grupos. Essa decis˜ao foi revogada em Agosto de 1966, com a implementa¸c˜ao de uma quota de autoriza¸c˜oes especiais de exporta¸c˜ao. Mas, com o tempo, o sistema de quotas deu origem a um excesso de produ¸c˜ao de caf´e e a pol´ıtica de produ¸c˜ao reformulou-se. Foi tamb´em criado um sistema de verifica¸c˜ao e contagem f´ısica de stocks. No fim do per´ıodo de vigˆencia deste Conv´enio, entre Agosto de 1967 e Fevereiro de 1968, decorreu a negocia¸c˜ao de um novo Conv´enio. Conv´enio Internacional do Caf´e de 1968 Os objetivos deste Conv´enio s˜ao iguais aos do Conv´enio Internacional do Caf´e de 1962. O sistema de quotas foi mantido com discrimina¸c˜ao positiva para os produtores menores, os quais teriam concess˜oes especiais no aumento das quotas. Em abril de 1969 iniciou-se tamb´em um sistema de marca¸c˜ao dos sacos de caf´e, em que se garantia que todas as exporta¸c˜oes teriam certificados de origem com selos de exporta¸c˜ao e com os valores em peso segundo a quota de cada pa´ıs. Foi criado tamb´em um Fundo de Diversifica¸c˜ao para criar um equil´ıbrio entre a oferta e a procura. Em 1975 gerou-se no entanto uma forte preocupa¸c˜ao no setor devido a geadas que afetaram o Brasil, o principal produtor, e ainda devido a problemas pol´ıticos em ´ Africa, raz˜oes que levaram ao aumento dos pre¸cos do caf´e. Esses problemas deram origem ao cancelamento do sistema de quotas, dos controles de verifica¸c˜ao de stocks e at´e do Fundo de Diversifica¸c˜ao. V´arias negocia¸c˜oes foram feitas para tentar sair da situa¸c˜ao, levando `a cria¸c˜ao do Conv´enio de 1976. Conv´enio Internacional do Caf´e de 1976 Segundo International Coffee Organization (1976), o in´ıcio das negocia¸c˜oes para este Conv´enio foi em 1974 e o Conv´enio foi finalizado em 1975. Mais uma vez os objetivos gerais foram mantidos, mas destacou-se especialmente o interesse nos benef´ıcios para os consumidores. O mercado do caf´e continuou com pre¸cos altos devido `as geadas no Brasil que duraram at´e 1980, o mecanismo de quotas voltou para uma faixa de 120 a 140 centavos de d´olar por libra-peso. Os pequenos produtores passaram a ter uma menor participa¸c˜ao, pois foi inclu´ıdo na f´ormula para o c´alculo das quotas o desempenho de exporta¸c˜ao, com uma propor¸c˜ao de 70% e os stocks 18 O Caf´e com uma propor¸c˜ao de 30%. Tamb´em foram reintroduzidos os certificados de origem, bem como iniciadas novas negocia¸c˜oes que terminaram num acordo para o Conv´enio de 1983. Conv´enio Internacional do Caf´e de 1983 De acordo com International Coffee Organization (1982), os objetivos dos Conv´enios anteriores foram de novo mantidos neste Conv´enio. Do ponto de vista econ´omico ´e de real¸car a (re)cria¸c˜ao do sistema de quotas, agora obrigatoriamente controladas, e que permitiu garantir uma estabilidade para os pa´ıses Membros da OIC, uma vez que a compra de caf´e por parte dos pa´ıses importadores passou a ser exclusivamente feita aos pa´ıses produtores pertencentes `a OIC. O sistema de quotas poderia no entanto ser suspenso sempre que os pre¸cos do caf´e passassem acima de valores pr´e-determinados, passando a estar de novo ativos quando os pre¸cos voltassem a passar abaixo desse limiar. Seguindo essa regra o sistema foi suspenso em Fevereiro de 1986, quando os pre¸cos do mercado superaram os fixados pela OIC e s´o voltaram a entrar em vigor entre Outubro de 1987 e Julho de 1989, data em que o Conv´enio de 1983 ´e prorrogado por mais dois anos. Durante esses dois anos tentou-se chegar a acordo quanto a um novo Conv´enio, mas n˜ao foi poss´ıvel os pa´ıses participantes chegarem a um acordo, obrigando a uma outra prorroga¸c˜ao por um ano, at´e Setembro de 1992. As negocia¸c˜oes mantiveram-se num impasse e o Conv´enio foi prorrogado por ainda mais um ano at´e 30 de Setembro de 1993. Como at´e esse momento os representantes nas negocia¸c˜oes n˜ao tinham conseguido chegar a acordo quanto ao sistema de quotas entre os pa´ıses produtores e importadores, foi formado um novo grupo de negocia¸c˜ao com objetivo de criar um sistema de quotas universal, mas os esfor¸cos n˜ao deram resultados e o Conv´enio foi novamente prorrogado at´e 30 de Setembro de 1994. Perante os sucessivos falhan¸cos das negocia¸c˜oes, o foco do trabalho dos negociadores centrou-se na cria¸c˜ao de um novo Conv´enio que n˜ao tivesse regulamenta¸c˜ao nos pre¸cos, tendo as negocia¸c˜oes chegado a bom termo e sido obtido o Conv´enio de 1994. 2.2 Breve Hist´oria do Caf´e 19 Conv´enio Internacional do Caf´e de 1994 Em International Coffee Organization (1994) afirma-se que a elimina¸c˜ao das quotas do caf´e continuou a implicar uma diminui¸c˜ao nos pre¸cos, o que levou `a conhecida “crise do caf´e”. Neste novo conv´enio foi decidido fazer uma altera¸c˜ao dos objetivos gerais que n˜ao tinham sido alterados desde 1962. Os objetivos deste novo conv´enio foram: 1. assegurar maior coopera¸c˜ao internacional em torno de quest˜oes cafeteiras mundiais; 2. proporcionar um f´orum para consultas e, quando oportuno, negocia- ¸c˜oes inter-governamentais sobre quest˜oes cafeteiras e sobre meios de alcan¸car um equil´ıbrio razo´avel entre a oferta e a procura mundiais, em bases que assegurem aos consumidores o abastecimento adequado de caf´e a pre¸cos equitativos e, aos produtores, mercados para o caf´e a pre¸cos remunerativos, e que contribuam para um equil´ıbrio a longo prazo entre a produ¸c˜ao e o consumo; 3. facilitar a expans˜ao do com´ercio internacional do caf´e atrav´es da compila¸c˜ao, an´alise e divulga¸c˜ao de dados estat´ısticos e da publica¸c˜ao de pre¸cos indicativos e outros pre¸cos de mercado, e assim aumentar a transparˆencia da economia cafeeira mundial; 4. funcionar como centro para a compila¸c˜ao, intercˆambio e publica¸c˜ao de informa¸c˜oes de car´acter econ´omico e t´ecnico sobre o caf´e; 5. promover estudos e pesquisas na ´area do caf´e; 6. incentivar e ampliar o consumo de caf´e. Os objetivos e o investimento em novos projetos focaram-se nos problemas do sector cafeeiro: pragas e doen¸cas, diversifica¸c˜ao, assistˆencia nas emergˆencias, melhoria das estruturas de comercializa¸c˜ao, melhoria da qualidade, economia cafeeira sustent´avel, apoio e coopera¸c˜ao internacional. Conv´enio Internacional do Caf´e de 2001 De acordo com International Coffee Organization (2000), a crise nos pre¸cos do caf´e ap´os as geadas no Brasil em 1993 teve uma recupera¸c˜ao lenta. No ano 2000 os pre¸cos ca´ıram para 54,33 centavos de d´olar por libra-peso, n´ıveis 20 O Caf´e muito inferiores aos de 1980 e 1989 quando o caf´e chegou at´e 127,92 centavos de d´olar por libra-peso. Esse foi um motivo forte para algumas mudan¸cas que foram introduzidas nos objetivos do Conv´enio, de que se destacam: 1. proporcionar um f´orum para consultas sobre quest˜oes cafeteiras com o sector privado; 2. incentivar os Membros a desenvolverem uma economia cafeteira sustent´avel; 3. propiciar an´alise e assessoria na prepara¸c˜ao de projetos que beneficiem a economia cafeeira mundial, para submiss˜ao `as agˆencias doadoras ou financiadoras; 4. fomentar a qualidade; 5. fomentar programas de informa¸c˜ao e treino para apoiar a transferˆencia para os Membros de tecnologias relevantes para o caf´e. Conv´enio Internacional do Caf´e de 2007 A vigˆencia do Conv´enio de 2007 seria de 10 anos, segundo International Coffee Organization (2007), com a possibilidade de prorroga¸c˜ao por mais oito anos. Neste novo acordo foram acrescentados os seguintes objetivos: 1. facilitar a expans˜ao e a transparˆencia do com´ercio internacional de todos os tipos e formas de caf´e; 2. desenvolver, avaliar e procurar financiamento para projetos que beneficiem os Membros e a economia cafeeira mundial; 3. promover a qualidade do caf´e com vista a proporcionar maior satisfa- ¸c˜ao aos consumidores e maiores benef´ıcios aos produtores; 4. incentivar os Membros a desenvolver procedimentos de seguran¸ca alimentar no sector cafeeiro; 5. incentivar os Membros a desenvolver e implementar estrat´egias que aumentem a capacidade das comunidades locais e dos pequenos produtores para beneficiarem da produ¸c˜ao cafeeira, que pode contribuir para aliviar a pobreza; 2.3 Caf´e, uma “Commodity” Mundial 21 6. facilitar a disponibiliza¸c˜ao de informa¸c˜oes sobre instrumentos e servi- ¸cos financeiros capazes de ajudar os produtores de caf´e, incluindo o acesso a cr´edito e abordagens de gest˜ao de risco. Destaca-se deste Conv´enio, o aspecto relacionado com a sustentabilidade nos seus pilares b´asicos: econ´omico, social e ambiental. No pilar econ´omico pretende-se enfrentar situa¸c˜oes negativas com medidas nos setores da qualidade, promo¸c˜ao e diversifica¸c˜ao para manter o equil´ıbrio no mercado cafeeiro mundial. No aspecto social deve-se tentar manter os empregos no campo com melhores condi¸c˜oes. 2.3 Caf´e, uma “Commodity” Mundial O termo commodity refere-se aos produtos em estado bruto, ou com pequeno grau de industrializa¸c˜ao, que s˜ao negociados em grandes quantidades nas principiais bolsas de mercadorias e futuros. A defini¸c˜ao dada por Vitasek (2013) para a palavra commodity refere-se a qualquer elemento negociado que compete por pre¸co e disponibilidade. Assim, para que um produto seja considerado como uma commodity deve-se garantir a existˆencia de uma estrutura de mercado na qual vendedores e compradores “se encontrem” tornando poss´ıvel a negocia¸c˜ao. As bolsas de mercadorias e futuros s˜ao os lugares de “encontro” para as transa¸c˜oes das commodities atrav´es de contratos de compra e venda, nos quais se especificam aspectos tais como quantidades negociadas, prazos de entrega, pre¸cos, datas de pagamentos, entre outros. Desire´e de Morales (2008) apresenta uma classifica¸c˜ao das commodities em dois tipos: •commodities agr´ıcolas: cana de a¸c´ucar, arroz, feij˜ao, milho, trigo e caf´e; •commodities n˜ao agr´ıcolas: petr´oleo, ouro, prata e cobre. Lizote et al. (2012) refere tamb´em as commodities financeiras (d´olar, euro), as commodities dos recursos energ´eticos (energia el´ectrica) e commodities qu´ımicas (´acido sulf´urico, sulfato de s´odio, fertilizantes). As commodities agr´ıcolas, tˆem riscos associados `as negocia¸c˜oes, classificados por on Trade and Development (2009) como: 28 O Caf´e Figura 2.9: Do cultivo ao caf´e pergaminho. Imagens extra´ıdas de Biogu´ıa (2013) dade indica a informa¸c˜ao gen´etica e variedade da planta. A sanidade referese `a correcta manipula¸c˜ao em termos de limpeza e condi¸c˜oes que evitem as doen¸cas nas plantas. A aparˆencia indica as caracter´ısticas f´ısicas da planta como uma cor homog´enea sem manchas nem altera¸c˜oes (Centro Nacional de Investigaciones de Caf´e,2011). Um outro aspecto importante a considerar nesta fase ´e a escolha do local para a lavoura. Devem ter-se em conta aspectos como uma boa topografia, f´acil acesso para irriga¸c˜ao e solos sem humidade excessiva para obter uma maior produtividade (Servi¸co Brasileiro de Apoio `as Micro e Pequenas Empresas,2007). Germina¸c˜ao As sementes selecionadas s˜ao acondicionadas em locais com requisitos m´ınimos de humidade e de temperatura. Durante o tempo de 2.4 Fases do Processamento do Caf´e 29 germina¸c˜ao as sementes sofrem altera¸c˜oes morfol´ogicas e aumentam de tamanho (Rosa et al.,2010). Transplante Ap´os a germina¸c˜ao da semente, s˜ao selecionadas as plantas com melhor desenvolvimento para serem transplantadas em sacos de polietileno de cor escura que contˆem o substrato necess´ario para o crescimento e desenvolvimento. A melhor combina¸c˜ao para o substrato da semente ´e, segundo Centro Nacional de Investigaciones de Caf´e (2011), uma mistura de terra com polpa de caf´e composta numa propor¸c˜ao de 3-1. No transplante as sementes s˜ao acondicionadas em viveiros com requisitos espec´ıficos de temperatura, nutrientes, altitude e luz. Os viveiros devem ser de f´acil acesso e devem permitir a irriga¸c˜ao, mas n˜ao apresentar uma humidade excessiva. ´ E igualmente necess´ario realizar controles t´ecnicos peri´odicos `as sementes para verificar o crescimento da planta (Pulgar´ın,2007). Ap´os seis meses no viveiro, as plantas s˜ao finalmente transplantadas para os solos selecionados. O processo de plantio deve ser realizado durante o per´ıodo de chuva leve para garantir um solo h´umido. Colheita Durante o crescimento e desenvolvimento da planta, existe uma ´epoca da germina¸c˜ao das flores, que d˜ao origem aos frutos. As flores s˜ao fecundadas quando um gr˜ao de p´olen entra em contacto com o ´ovulo e desta uni˜ao formam-se o fruto e as sementes. Apesar dos cuidados com o cultivo, alguns frutos da planta podem n˜ao atingir o desenvolvimento normal. (Costa Silva,2009;International Coffee Organization,2013b). O processo de colheita das cerejas do caf´e acontece em m´edia sete meses ap´os a flora¸c˜ao, e realiza-se quando a maior parte dos frutos est˜ao maduros e antes da sua queda por sobre-matura¸c˜ao. A colheita pode ser de dois tipos: Strip Picked (colheita concentrada) e Selectively Picked (colheita seletiva). Na colheita concentrada todos os frutos de caf´e s˜ao colhidos uma ´unica vez, enquanto que na colheita selectiva s˜ao colhidos apenas os frutos maduros. A colheita pode ainda ser realizada de forma manual, semi-mecanizada e mecanizada. Na colheita manual s˜ao colhidas as cerejas sendo depois dispostas em cestos apropriados ou peneiras. Este ´e um m´etodo mais dispendioso mas que garante uma qualidade superior do caf´e porque s˜ao colhidos cuidadosamente, um a um, os frutos maduros do caf´e. 30 O Caf´e No caso da colheita semi-mecanizada s˜ao utilizadas ferramentas mecˆanicas port´ateis para ajudar na colheita dos frutos. A colheita mecanizada ´e utilizada geralmente em grandes ´areas de cultivo e consiste em dispor uma m´aquina entre as ´arvores de caf´e. A m´aquina abana os ramos para que todos os frutos caiam de uma s´o vez. Nesta colheita tem-se mistura de frutos com diferentes caracter´ısticas de cor e n´ıvel de matura¸c˜ao, al´em da presen¸ca de elementos estranhos como pedras, folhas e outros devido `a vibra¸c˜ao provocada pela m´aquina. Tratamento Independentemente do m´etodo utilizado para a colheita, o tratamento dos gr˜aos deve iniciar-se rapidamente ap´os a colheita para prevenir a deteriora¸c˜ao da polpa. Segundo Embrapa (2006); Hicks (2002); Murthy and Naidu (2012) os tratamentos p´os-colheita podem ser realizados quer por via seca quer por via h´umida. •M´etodo seco: considerado o m´etodo mais simples e aquele que requer poucos equipamentos. Consiste em secar os frutos de caf´e (cereja inteira) sobre grandes superf´ıcies ao ar livre. Inclui as seguintes etapas: 1. Limpeza: geralmente os gr˜aos de caf´e recolhidos est˜ao acompanhados de diversas impurezas que dever˜ao ser eliminadas utilizando ventila¸c˜ao for¸cada. Al´em das impurezas, devem separar-se tamb´em, neste processo, os gr˜aos que n˜ao atingiram o grau de matura¸c˜ao desejado. 2. Secagem: a secagem dos frutos do caf´e pode ser realizada de maneira natural ou artificial. A secagem natural ocorre pela a¸c˜ao do sol e ´e determinada por factores como a temperatura, humidade do ar e ventila¸c˜ao. Os frutos do caf´e s˜ao expostos ao sol sobre grandes superf´ıcies e devem ser revolvidos constantemente de modo a obter uma secagem uniforme. Dependendo das condi- ¸c˜oes meteorol´ogicas, o tempo de secagem pode ir at´e `as 4 semanas para alcan¸car um n´ıvel m´aximo de humidade de 12,5%. A secagem artificial ´e realizada pela a¸c˜ao de uma corrente de ar quente, que atravessa a massa de caf´e. Este tipo de secagem tem a vantagem da elimina¸c˜ao da influˆencia dos factores atmosf´ericos, no entanto, tanto o custo com a aquisi¸c˜ao do equipamento de 2.4 Fases do Processamento do Caf´e 31 secagem como o consumo el´ectrico devem ser considerados nesta decis˜ao. Quando os gr˜aos de caf´e est˜ao totalmente secos recebem o nome de caf´e pergaminho. •M´etodo h´umido: o processo por via h´umida ´e caracterizado essencialmente pelo despolpamento. ´ E uma opera¸c˜ao que se pratica com o objetivo principal de retirar ao gr˜ao de caf´e o seu inv´olucro exterior (epicarpo ou polpa) e a mucilagem (camada que recobre os gr˜aos, mesocarpo) (Servi¸co Brasileiro de Apoio `as Micro e Pequenas Empresas, 2007). Utiliza-se neste processo um equipamento espec´ıfico, o despolpador, e quantidades de ´agua abundantes. A m´aquina despolpadora ´e respons´avel por retirar a casca da cereja e obter a polpa do fruto do caf´e, isto ´e, os gr˜aos de caf´e. As etapas de processamento por via h´umida incluem: 1. Limpeza: retirar as impurezas e elementos estranhos aos gr˜aos de caf´e, assim como os gr˜aos n˜ao maduros. 2. Despolpamento: ´e realizado nas m´aquinas despolpadoras para separar a casca e o caf´e despolpado. A m´aquina espreme as cerejas entre superf´ıcies fixas e superf´ıcies em movimento. 3. Fermenta¸c˜ao: o caf´e rec´em-despolpado cont´em uma mucilagem que deve ser removida para evitar altera¸c˜oes no gr˜ao pela presen¸ca de microrganismos. A mucilagem ´e constitu´ıda por uma delgada capa de 0,5 a 2 mil´ımetros de espessura. A remo¸c˜ao desta mucilagem deve ser realizada utilizando meios enzim´aticos (fermenta¸c˜ao). Para este processo o caf´e ´e disposto em grandes tanques de fermenta¸c˜ao por um per´ıodo aproximado de dois dias, dependendo da temperatura e da espessura da mucilagem. 4. Lavagem: quando termina a fermenta¸c˜ao lava-se o caf´e com uma quantidade abundante de ´agua limpa. Neste ponto do processo, a humidade aproximada do caf´e encontra-se em torno dos 57%. 5. Secagem: na secagem a humidade dos gr˜aos deve ser reduzida at´e 12,5%. Para este fim ´e realizada secagem ao sol ou secagem mecˆanica. Deve garantir-se uma secagem lenta e uniforme para 32 O Caf´e evitar quebras na estrutura dos gr˜aos. Ap´os a secagem os gr˜aos de caf´e tˆem o nome de pergaminho. 2.4.2 Do Caf´e Pergaminho ao Caf´e Verde Extra¸c˜ao do pergaminho Para a industrializa¸c˜ao do gr˜ao ´e necess´ario remover o pergaminho, processo conhecido como descascamento. Algumas das empresas dedicadas `a industrializa¸c˜ao adquirem o caf´e com o pergaminho, o qual ´e retirado ao in´ıcio do processo. Noutros casos, existem empresas dedicadas `a compra e armazenamento do caf´e pergaminho, e que no seu processo incluem a remo¸c˜ao do pergaminho e posterior comercializa¸c˜ao do caf´e verde. Ap´os o descasque, a etapa seguinte ´e a classifica¸c˜ao comercial do gr˜ao, de modo a definir a qualidade e pre¸cos nas bolsas de mercadorias. A Figura 2.10 apresenta as fases deste processo, que se descrevem a seguir utilizando como referˆencia Federaci´on Nacional de Cafeteros de Colombia (2000); Hicks (2002); Servi¸co Brasileiro de Apoio `as Micro e Pequenas Empresas (2007). •Recep¸c˜ao do caf´e pergaminho: o caf´e pergaminho procedente dos diferentes locais de cultivo ´e transportado at´e locais dedicados `a remo¸c˜ao do pergaminho. Nesses locais o caf´e ´e descarregado das viaturas e seguidamente realiza-se a pesagem e classifica¸c˜ao segundo suas caracter´ısticas e tipo de caf´e. •Armazenagem: o caf´e pergaminho deve ser armazenado num local seco e ensolarado. Deve-se evitar o contacto com a humidade ou com qualquer outro elemento que afecte a qualidade do gr˜ao. Em termos gerais, o local de armazenamento do caf´e pergaminho deve possuir um telhado perfeito, sem goteiras, com boa ventila¸c˜ao e com facilidade de carga e descarga. •Limpeza: s˜ao removidas as impurezas de maior tamanho que surgiram durante o transporte, tais como pedras, terra, etc. . . As impurezas de maior tamanho podem ser removidas atrav´es de uma malha, na qual ficar˜ao retidas. Devem-se tamb´em remover as impurezas de menor tamanho como p´o, pedras pequenas e elementos mecˆanicos. As impurezas met´alicas podem ser removidas atrav´es de ´ımans. 2.4 Fases do Processamento do Caf´e 33 Figura 2.10: Do caf´e pergaminho ao caf´e verde. Imagem extra´ıda de Almonacid (2013) •Descascamento: consiste na separa¸c˜ao da cobertura (pergaminho) atrav´es de uma opera¸c˜ao mecˆanica baseada em fric¸c˜ao. O caf´e pergaminho ´e friccionado entre um cilindro e uma malha. Dessa forma a cobertura do gr˜ao ´e obrigada a cair e ´e posteriormente sugada mecanicamente. E obt´em-se o gr˜ao de caf´e sem o pergaminho, neste caso o caf´e verde. •Classifica¸c˜ao por tamanho: os gr˜ao de caf´e s˜ao separados segundo o tamanho. Cada frac¸c˜ao ´e classificada para definir o tipo de caf´e a produzir. •Classifica¸c˜ao por densidade: utilizando m´aquinas pneum´aticas realizase uma classifica¸c˜ao por densidade dos gr˜aos e aqueles de baixa densidade ou com malforma¸c˜oes s˜ao classificados numa menor qualidade e n˜ao s˜ao destinados `a exporta¸c˜ao. 34 O Caf´e •Sele¸c˜ao manual ou eletr´onica: os gr˜aos com defeitos f´ısico ou de cor que n˜ao conseguiram ser separados mecˆanicamente, s˜ao retidos de forma manual ou por m´aquinas eletr´onicas que identificam estes defeitos. •Embalagem: finalmente o caf´e escolhido ´e embalado geralmente em sacos de tecido de fique (fibra natural) com entre 60 e 70 quilos. Enquanto o caf´e aguarda a distribui¸c˜ao deve ser armazenado em lugar limpo e bem ventilado. Os sacos s˜ao empilhados de forma organizada segundo a classifica¸c˜ao e a origem do gr˜ao. 2.4.3 Do Caf´e Verde ao Produto Final A industrializa¸c˜ao do caf´e verde ´e realizada pelas empresas torrefatoras. O caf´e verde ´e adquirido nas bolsas de mercado, referidas na Sec¸c˜ao 2.3. Existe uma ampla variedade de tipos de caf´e de diferentes origens e esp´ecies, que a OIC tem agrupado em quatro grupos, mencionados anteriormente: Suaves Colombianos, Outros Suaves, Naturais Brasileiros e Robustas. S˜ao esses os grupos dentro dos quais o caf´e ´e transacionado nas principais bolsas de mercadorias. Para sua comercializa¸c˜ao, a OIC define um Composite Indicator Price (CIP) que ´e, segundo International Trade Centre (2011) e considerado um benchmark global para o pre¸co do caf´e verde. Os pre¸cos de caf´e est˜ao tamb´em sujeitos `a volatilidade do d´olar americano, moeda de referˆencia nas negocia¸c˜oes de caf´e, o indicador apresenta-se em centavos de d´olar americano por libra de caf´e verde (US cents/lb). Nestes casos, a varia¸c˜ao do d´olar, pode tamb´em desequilibrar a oferta e procura do gr˜ao, al´em de ocasionar para as empresas de torrefa¸c˜ao de caf´e algumas dificuldades no controlo dos custos da produ¸c˜ao (International Coffee Organization,2009;Reis Rego and de Paula Francisco,2012). A seguir `a aquisi¸c˜ao do caf´e, devem-se verificar e garantir as condi¸c˜oes de transporte, especialmente nos casos em que os tempos de transporte s˜ao muito grandes. Um exemplo disso ´e o transporte para as empresas de torrefa¸c˜ao localizadas na Europa. Habitualmente, sempre que a empresa torrefatora adquire caf´e a um novo fornecedor, ou adquire um novo lote a um fornecedor j´a conhecido, ´e enviada uma amostra de caf´e para teste na empresa. A decis˜ao de aquisi¸c˜ao ´e tomada com base nos resultados dos testes realizados. O transporte dever´a sempre garantir que as caracter´ısticas do caf´e adquirido se mantˆem, no entanto o 2.4 Fases do Processamento do Caf´e 35 caf´e ´e sempre testado de novo quando ainda est´a no processo de desalfandegamento pois s´o ser´a desalfandegado se tiver mantido as caracter´ısticas da amostra que deu origem `a aquisi¸c˜ao. O caf´e verde que ´e aceite pela empresa ´e desalfandegado e transportado para a unidade fabril. Os sacos s˜ao armazenados em armaz´ens com condi¸c˜oes de armazenagem que garantam a preserva¸c˜ao das caracter´ısticas de qualidade dos gr˜aos. O caf´e ´e posteriormente encaminhado para o processo produtivo para dar in´ıcio `a transforma¸c˜ao do caf´e verde em caf´e torrado, caf´e mo´ıdo, caf´e sol´uvel, caf´e l´ıquido, extracto de caf´e ou caf´e liofilizado. A Figura 2.11 representa o processo de transforma¸c˜ao do caf´e verde em caf´e torrado que se descreve a seguir. Recep¸c˜ao e armazenamento: De cada um dos lotes de caf´e ´e recolhida uma amostra destinada ao controlo de qualidade. O controlo da qualidade, realiza testes f´ısico-qu´ımicos, microbiol´ogicos, an´alises sensoriais e outros para a verifica¸c˜ao da qualidade do gr˜ao. Quando o caf´e n˜ao satisfaz os requisitos ou normas, ´e rejeitado e n˜ao pode continuar no processo produtivo. Quando existe a autoriza¸c˜ao por parte do controlo de qualidade, o caf´e continua o processo de industrializa¸c˜ao. Os sacos s˜ao esvaziados para esteiras onde o caf´e ´e pesado antes de ser armazenado nos silos, um silo para cada tipo de caf´e. Blends: Os blends dos diferentes tipos de caf´e realizam-se segundo as especifica¸c˜oes de cada marca. ´ E um processo que requer muita pr´atica e conhecimentos t´ecnicos. Para o desenvolvimento dos blends s˜ao necess´arios diferentes testes de laborat´orio, de modo a verificar as poss´ıveis misturas e a aceita¸c˜ao dos consumidores do produto final e definir a mistura exata dos tipos de gr˜ao para obter cada tipo de caf´e. No blending s˜ao misturados dois ou mais tipos de gr˜aos de caf´e, pretendendose obter uma combina¸c˜ao das melhores qualidades de sabor, aroma, corpo e aparˆencia. Os gr˜aos de caf´e ar´abica e caf´e robusta s˜ao os mais conhecidos comercialmente para o processo de blending (Mart´ın and Gonz´alez,1998b; Pacetti et al.,2012). Oblend ´e um dos principais diferenciadores utilizados na industrializa¸c˜ao do gr˜ao, as caracter´ısticas de qualidade s˜ao espec´ıficas de cada marca (Servi¸co Brasileiro de Apoio `as Micro e Pequenas Empresas,2007) e afectam 36 O Caf´e Figura 2.11: Do caf´e verde ao produto final. Imagem extra´ıda de Federaci´on Nacional de Cafeteros de Colombia (2000) 2.4 Fases do Processamento do Caf´e 37 a aceita¸c˜ao das marcas por parte dos consumidores. O blend representa o potencial ganho para as empresas (Cagliani et al.,2013). Torrefa¸c˜ao: O processo de torrefa¸c˜ao do caf´e permite desenvolver as caracter´ısticas sensoriais t´ıpicas do caf´e, transforma¸c˜oes qu´ımicas e f´ısicas, respons´aveis pelo sabor e aroma do caf´e torrado. Na torrefa¸c˜ao os gr˜aos de caf´e verde s˜ao submetidos ao calor durante per´ıodos de tempo pr´e-definidos, segundo as especifica¸c˜oes de cada produtor, de modo a que originem as rea¸c˜oes f´ısicas e qu´ımicas desejadas. Deve evitar-se que os gr˜aos se queimem, fato que poderia comprometer a qualidade da bebida. Segundo (Costa Silva, 2009) alguns efeitos das temperaturas s˜ao: •Perto dos 100 ◦C, quando a cor verde dos gr˜aos muda para uma cor amarela, a secagem come¸ca a aparecer devido `a perda de ´agua e ao desprendimento de vapor de ´agua. •Temperaturas entre os 100 −130 ◦C, proporcionam aos gr˜aos uma cor castanha. •Entre os 130 −180 ◦C, tˆem lugar as rea¸c˜oes de redu¸c˜ao dos a¸c´ucares e amino´acidos. •Entre os 180 −230 ◦C como resultado da pir´olise, os gr˜aos de caf´e aumentam de volume e perdem peso, o sabor e aroma est˜ao completamente desenvolvidos. •Temperaturas entre 230 −270 ◦C geram-se fumos, os gr˜aos tornam-se mais escuros, o volume n˜ao aumenta e o aroma caracter´ıstico do caf´e desaparece. Neste ponto os gr˜aos consideram-se carbonizados. Algumas das mudan¸cas f´ısicas que experimentam os gr˜aos: perda de peso, devido `a perda de humidade do gr˜ao; aumento do volume, devido `a armazenagem do di´oxido de carbono; mudan¸ca de cor, uma cor clara nos gr˜aos representa um sabor mais suave, mais azedo e menos amargo e uma cor escura corresponde um sabor mais forte, menos azedo e mais amargo; mudan¸cas na textura interna dos gr˜aos devido `a press˜ao dos gases dentro do gr˜ao e mudan¸cas na densidade, devido ao aumento do volume. Entre as principais mudan¸cas qu´ımicas dos gr˜aos tem-se a evapora- ¸c˜ao da ´agua; aumento dos amino´acidos est´aveis (alanina, ´acido glutˆamico, 44 Cadeias de Abastecimento e Planeamento da Produ¸c˜ao 3.1 Cadeias de Abastecimento O conceito de cadeias de abastecimento de acordo com o Council of Supply Chain Management Professionals (2014) caracteriza-se formalmente por uma rede que pretende obter o melhor fluxo de materiais e informa¸c˜ao entre os fornecedores e clientes finais ao menor custo e com a maior rapidez poss´ıvel. Esta rede deve estar coordenada de maneira sistem´atica e estrat´egica desde os fornecedores de mat´erias-primas, passando pelos agentes respons´aveis dos processos de transforma¸c˜ao at´e `as ´areas de distribui¸c˜ao. A sua principal finalidade deve ser atender `a procura dos consumidores e maximizar a sua satisfa¸c˜ao. S˜ao por isso necess´arias cadeias de abastecimento ´ageis, flex´ıveis, dinˆamicas, eficazes e rent´aveis. A literatura relacionada com as cadeias de abastecimento pode ser organizada em dois vetores principais: um vetor que trata as cadeias de abastecimento de um ponto de vista qualitativo e um outro que trata as cadeias de abastecimento de um ponto de vista quantitativo. 3.1.1 Abordagens Qualitativas Nos trabalhos com abordagens qualitativas s˜ao consideradas principalmente defini¸c˜oes, caracter´ısticas de funcionamento e gest˜ao das cadeias de abastecimento. Em Montoya-Torres and Ortiz-Vargas (2014) e em Arshinder et al. (2008) s˜ao tratadas as trocas de informa¸c˜ao e a coordena¸c˜ao dentro das cadeias de abastecimento. Os dois trabalhos salientam que a independˆencia dos membros da cadeia tˆem como consequˆencia um desempenho mau da cadeia. Em Montoya-Torres and Ortiz-Vargas (2014) os autores tratam especificamente o conceito de colabora¸c˜ao em cadeias de abastecimento e analisam o tipo de informa¸c˜ao que ´e trocado entre os membros da cadeia. Nesse artigo ´e feita uma revis˜ao da literatura entre os anos 2000 e 2012 sobre colabora¸c˜ao e troca de informa¸c˜ao nas cadeias de abastecimento di´adicas1. Os autores concluem que o desempenho global de uma cadeia de abastecimento pode ser muito melhorado pela troca de informa¸c˜ao entre os seus membros nos diversos n´ıveis de decis˜ao, estrat´egico, t´atico e operacional. Arshinder et al. (2008) apresentam uma revis˜ao sistem´atica da literatura 1Nas cadeias de abastecimento com uma estrutura di´adica h´a apenas dois n´ıveis: o fornecedor e o produtor. 3.1 Cadeias de Abastecimento 45 relacionada com as cadeias de abastecimento, tendo por base a coordena- ¸c˜ao das cadeias. Os objetivos do trabalho apresentado foram rever v´arias perspetivas sobre coordena¸c˜ao de cadeias, compreender e avaliar diversos mecanismos dispon´ıveis para a coordena¸c˜ao das cadeias e identificar lacunas existentes na literatura. Os autores classificam os mecanismos de coordena- ¸c˜ao das cadeias em quatro tipos que v˜ao desde os contratos feitos entre os membros da cadeia at´e `a tomada de decis˜ao conjunta. Foram tamb´em identificadas as principais dificuldades para a coordena¸c˜ao entre os agentes das cadeias de abastecimento: diferen¸cas organizacionais, conflito de objetivos, informa¸c˜ao incompat´ıvel e sistemas de informa¸c˜ao obsoletos. Plenert (2007) define as cadeias de abastecimento e seus principiais objetivos, estrat´egias e estruturas. O autor descreve tamb´em as caracter´ısticas que devem ter os gestores das cadeias de abastecimento para ser poss´ıvel otimizar os recursos e integrar as diferentes fases da cadeia. Mentzer et al. (2001) apresentam diferentes defini¸c˜oes de gest˜ao da cadeia de abastecimento e concluem, com base numa revis˜ao de literatura, que a gest˜ao da cadeia de abastecimento, como filosofia de gest˜ao, tem as seguintes caracter´ısticas: •Uma abordagem sist´emica para ver a cadeia de abastecimento como um todo para gerir o fluxo de bens desde os fornecedores at´e aos clientes finais; •Uma orienta¸c˜ao estrat´egica no sentido de esfor¸cos cooperativos para sincronizar e fazer convergir capacidades operacionais intra-empresas e inter-empresas num todo unificado; •Um foco no cliente para criar fontes ´unicas e individualizadas de valor para o cliente, no sentido da satisfa¸c˜ao do cliente. Em Croom et al. (2000) s˜ao tamb´em caracterizadas as principiais defini¸c˜oes de gest˜ao da cadeia de abastecimento. Os autores apresentam uma revis˜ao cr´ıtica da literatura e prop˜oem uma taxonomia que permita encapsular os processos que s˜ao do interesse os investigadores em cadeias de abastecimento. Os crit´erios utilizados para esta revis˜ao foram a an´alise dos conte´udos e a orienta¸c˜ao da metodologia utilizada nas diferentes publica¸c˜oes. No caso dos conte´udos, destacam-se gest˜ao estrat´egica, log´ıstica, marketing, rela¸c˜oes e parcerias, comportamento organizacional e identifica¸c˜ao das melhores pr´aticas. Entre os principais resultados desta revis˜ao destaca-se as 46 Cadeias de Abastecimento e Planeamento da Produ¸c˜ao metodologias utilizadas nos estudos da cadeia de abastecimento que referem principalmente aspectos emp´ırico-descritivos. 3.1.2 Abordagens Quantitativas Os trabalhos com um abordagem mais quantitativa apresentam, de modo geral, modelos matem´aticos para o apoio `a decis˜ao. Pode-se verificar na literatura relativa a cadeias de abastecimento a complexidade das mesmas, a necessidade de integra¸c˜ao de fornecedores, sistemas produtivos e tamb´em a distribui¸c˜ao e igualmente a sua importˆancia para o ˆexito das organiza¸c˜oes. Min and Zhou (2002) apresentam uma taxonomia para a modela¸c˜ao de cadeias de abastecimento. Os autores dividem os modelos em (1) determin´ısticos (n˜ao-probabil´ısticos), (2) estoc´asticos (probabil´ısticos), (3) h´ıbridos e (4) orientados para as tecnologias da informa¸c˜ao (IT-driven). Nos modelos determin´ısticos, que s˜ao por sua vez divididos em modelos com um objetivo ´unico e em modelos com m´ultiplos objetivos, assume-se que todos os parˆametros s˜ao conhecidos e fixos. Os modelos estoc´asticos consideram incertezas e parˆametros aleat´orios e s˜ao sub-divididos em modelos de controlo ´otimo e de programa¸c˜ao dinˆamica. Os modelos h´ıbridos utilizam elementos determin´ısticos e estoc´asticos. Os modelos orientados para as tecnologias da informa¸c˜ao usam aplica¸c˜oes que integram e coordenam em tempo real a cadeia de abastecimento. Os autores tamb´em sistematizam as vari´aveis de decis˜ao da cadeia de abastecimento que v˜ao desde as decis˜oes estrat´egicas de localiza¸c˜ao e de aloca¸c˜ao at´e decis˜ao operacionais como n´ıvel de invent´ario e de sub-contrata¸c˜ao em cada n´o. Beamon (1998) descreve tamb´em as v´arias fases de modela¸c˜ao da cadeia de abastecimento, classificando as principais abordagens em quatro categorias: modelos determin´ısticos, modelos estoc´asticos, modelos econ´omicos e modelos de simula¸c˜ao. Em alguns casos a modela¸c˜ao destas cadeias torna-se complexa devido `a grande variedade de caracter´ısticas dos diferentes sectores relacionados. Um exemplo desta abordagem ´e apresentado em Badri et al. (2013). O trabalho prop˜oe um modelo de programa¸c˜ao linear inteira mista (mixed integer linear programming (MILP)) para o apoio `as decis˜oes estrat´egicas de instala¸c˜ao de locais e expans˜ao de capacidade numa cadeia de abastecimento multicommodity com quatro est´agios. O problema foi resolvido com base num m´etodo baseado em relaxa¸c˜ao Lagrangeana. 3.1 Cadeias de Abastecimento 47 Outro trabalho baseado em MILP ´e descrito em Cardoso et al. (2013) onde se aborda o planeamento da produ¸c˜ao das cadeias de abastecimento com log´ıstica inversa considerando em simultˆaneo atividades de produ¸c˜ao, distribui¸c˜ao e de log´ıstica inversa. O modelo ´e aplicado numa empresa europeia representativa do setor e ´e considerado que h´a incerteza na procura. Em Paulo et al. (2013), os autores apresentam tamb´em uma abordagem MILP para a cadeia de abastecimento de uma biorrefinaria com o objectivo de identificar os fatores cr´ıticos para a efetividade da sua modela¸c˜ao. Com o modelo pretende-se obter as configura¸c˜oes ´otimas da cadeia de abastecimento a partir de diversas alternativas. Junqueira and Morabito (2012) apresentam um modelo de programa¸c˜ao linear para apoiar a tomada de decis˜oes t´aticas para o planeamento produ¸c˜ao, do armazenamento e transporte, numa empresa brasileira produtora de semente de milho. O trabalho resultou numa redu¸c˜ao significativa dos custos e levou os respons´aveis pela empresa a alterar algumas pol´ıticas de transporte e tamb´em turnos de trabalho. Zhou et al. (2000) consideram um problema da cadeia de abastecimento numa ind´ustria petroqu´ımica incorporando sustentabilidade nas suas vertentes social, econ´omica, recursos e ambiental. Como essas vertentes incorporam objetivos conflituosos as abordagens escolhidas baseiam-se em goal programming e no AHP (analytic hierarchy process). A abordagem apresentada ´e ilustrada pela aplica¸c˜ao a um caso de estudo de um complexo petroqu´ımico. De acordo com Min and Zhou (2002), a utiliza¸c˜ao de t´ecnicas tradicionais de programa¸c˜ao matem´atica permitem integrar os v´arios elementos da cadeia de abastecimento. No entanto, deve ser importante explorar caracter´ısticas como: m´ultiplos est´agios e m´ultiplos per´ıodos, constru¸c˜ao de modelos multiobjetivo e a utiliza¸c˜ao de modelos de simula¸c˜ao para o apoio `a resolu¸c˜ao de problemas de grande escala, e incorporar tamb´em as incertezas presentes nas cadeia de abastecimento, assim como parˆametros relacionados com a opera¸c˜oes do dia-a-dia em qualquer cadeia de abastecimento (Klibi et al., 2010). Estes factores associados `a actual dinˆamica e competˆencia do mercado, `a globaliza¸c˜ao e `as mudan¸cas tecnol´ogicas comprometem o desenvolvimento e sucesso das cadeias de abastecimento. O seu funcionamento deve portanto integrar e sincronizar as informa¸c˜oes de cada est´agio, incluindo desde 48 Cadeias de Abastecimento e Planeamento da Produ¸c˜ao os fornecedores, `a gest˜ao dos sistemas de informa¸c˜ao, compras, produ¸c˜ao, armazenamento e servi¸co ao cliente. 3.2 Cadeias de Abastecimento Agr´ıcolas No contexto deste trabalho s˜ao consideradas as cadeias de abastecimento de bens, especificamente de produtos agr´ıcolas e com especial destaque para a cadeia de abastecimento do caf´e, fio condutor deste trabalho. Sua importˆancia foi referida no Cap´ıtulo 2. Segundo a Food Agriculture Organization of the United Nations (2014), nos produtos agr´ıcolas devem ser desenvolvidos novos v´ınculos de comercializa¸c˜ao entre o sector agro-industrial, os grandes distribuidores e os cultivadores. Mais um desafio para as cadeias de abastecimento deste sector. Os processos e actividades relacionados com os produtos agr´ıcolas, especificamente os agro-alimentares, incluem as etapas desde o cultivo at´e a transforma¸c˜ao e distribui¸c˜ao aos consumidores finais. Estes produtos caracterizam-se por serem mat´erias-primas perec´ıveis, de qualidade vari´avel e com uma disponibilidade que n˜ao ´e constante. Tipicamente associados com a incerteza da produ¸c˜ao devido a factores climat´ericos, assim como aspectos relacionados com o tratamento do cultivo e m´etodos de colheita. Na literatura relacionada com as cadeias de abastecimento de produtos agr´ıcolas, Ahumada and Villalobos (2009) ´e uma interessante referˆencia pois faz uma revis˜ao exaustiva do estado da arte dos modelos destas cadeias. Os autores apresentam uma classifica¸c˜ao dos trabalhos publicados a partir de trˆes perspectivas macro, tal como se representa na Figura 3.1 e se descreve em mais detalhe a seguir. Tipos de Produtos Agr´ıcolas Os produtos agr´ıcolas s˜ao divididos em produtos perec´ıveis e n˜ao perec´ıveis. Os autores classificam como perec´ıveis os produtos que tˆem um tempo de vida ´util que pode ser medido em dias. Est˜ao inclu´ıdos neste grupo os produtos altamente perec´ıveis tais como os frescos. Os produtos que podem ser armazenados por per´ıodos de tempo mais longos, tais como cereais, batatas e por exemplo caf´e, s˜ao definidos como n˜ao perec´ıveis. N´ıveis de Planeamento Os n´ıveis de planeamento s˜ao estruturados em n´ıvel estrat´egico, t´atico e operacional. Tipos de Modelos Os tipo de modelos inclu´ıam abordagens determi- 3.2 Cadeias de Abastecimento Agr´ıcolas 49 Figura 3.1: Classifica¸c˜ao da literatura das cadeias de abastecimento agr´ıcolas. PL: Programa¸c˜ao Linear; PD: Programa¸c˜ao Dinˆamica; PDE: Programa¸c˜ao Dinˆamica Estoc´astica; PE: Programa¸c˜ao Estoc´astica. Adaptado de Ahumada and Villalobos (2009) 50 Cadeias de Abastecimento e Planeamento da Produ¸c˜ao n´ısticas ou estoc´asticas. No caso dos modelos determin´ısticos, as abordagens seguidas foram programa¸c˜ao linear e programa¸c˜ao dinˆamica. Na abordagem estoc´astica os modelos foram classificados em programa¸c˜ao dinˆamica estoc´astica e programa¸c˜ao estoc´astica. 3.2.1 Perecibilidade nos Produtos Agr´ıcolas Nos produtos agr´ıcolas pode-se destacar o aspecto da perecibilidade especificamente nos produtos agro-alimentares. Este conceito refere-se `a durabilidade ou tempo de validade de um produto. Tipicamente associado aos alimentos (Amorim et al.,2013;Amorim and Almada-Lobo,2014) e por exemplo tamb´em aos medicamentos (Amir H. Masoumi and Nagurney,2012), este fen´omeno pode ser dinˆamico e depender de fatores como temperatura, humidade ou press˜ao e, em muitos casos, das condi¸c˜oes de armazenamento. Amorim et al. (2013) prop˜oem uma classifica¸c˜ao de perecibilidade em trˆes dimens˜oes: •deteriora¸c˜ao f´ısica do produto (physical product deterioration); •limites legais (authority limits); •valor para o cliente (customer value). A deteriora¸c˜ao f´ısica corresponde `as modifica¸c˜oes f´ısicas que um produto pode sofrer. Os limites legais representam as regulamenta¸c˜oes externas ou conven¸c˜oes que influenciam directamente o fen´omeno de perecibilidade. Esses limites podem ser fixos ou indefinidos. Por fim, o valor para o cliente corresponde `a disposi¸c˜ao que o cliente tem para pagar por um determinado produto um valor que pode ser constante ou decrescente com a aproxima¸c˜ao do limite de validade do produto. No caso da ind´ustria alimentar, a perecibilidade pode ocorrer nas v´arias fases de processamento. Os alimentos em seu estado natural s˜ao de um modo geral perec´ıveis e com uma vida ´util muito curta, suscept´ıveis de sofrer altera¸c˜oes f´ısicas, qu´ımicas ou biol´ogicas. As altera¸c˜oes f´ısicas relacionam-se com as deforma¸c˜oes de aparˆencia, as altera¸c˜oes qu´ımicas tipicamente acontecem pela degenera¸c˜ao das substˆancias que constituem os alimentos e as altera¸c˜oes biol´ogicas podem ser geradas por microrganismos, insetos ou roedores. 3.2 Cadeias de Abastecimento Agr´ıcolas 51 O caf´e ´e um bom exemplo deste tipo de produtos sujeitos a perecibilidade. No est´agio da colheita, as cerejas do caf´e devem ser processadas rapidamente para evitar a fermenta¸c˜ao e deteriora¸c˜ao das mesmas. No caso do produto final, a data de validade e as condi¸c˜oes de armazenamentos influenciam as caracter´ısticas sensoriais da bebida. Relacionando esta abordagem ao processamento do caf´e podem-se diferenciar trˆes estados ou tipos de caf´e: caf´e cereja, caf´e verde e caf´e industrializado. Na Tabela 3.1 classificam-se estes produtos utilizando as trˆes dimens˜oes anteriormente referidas. Tabela 3.1: Classifica¸c˜ao de perecibilidade para o caf´e. Adaptado de Amorim et al. (2013) Deteriora¸c˜ao Limites Valor f´ısica legais para o do produto cliente Caf´e “cereja” Sim Indefinido Decrescente Caf´e “verde” Sim Fixo Decrescente Caf´e industrializado Sim Fixo Decrescente No caso do caf´e cereja a deteriora¸c˜ao f´ısica influencia a perecibilidade dos gr˜aos, sendo de salientar que os gr˜aos com sobre-matura¸c˜ao podem-se deteriorar de forma mais acelerada. Quanto aos limites legais, estes consideram-se indefinidos. Finalmente, quanto ao valor para o cliente, a sobre-matura¸c˜ao pode danificar as cerejas e, como consequˆencia, conduzir a pre¸cos de venda mais baixos. No caf´e verde o envelhecimento tamb´em se relaciona com a deteriora¸c˜ao f´ısica. As condi¸c˜oes de armazenamento e transporte podem tamb´em afetar a perecibilidade do gr˜ao, uma vez que um poss´ıvel contacto com humidade acelera a sua deteriora¸c˜ao. No caso dos limites legais do caf´e verde, estes podem ser considerados fixos, pois existem condi¸c˜oes e normas t´ecnicas relacionadas com as caracter´ısticas do caf´e verde tais como cor, odor, granulometria, humidade ou densidade que devem ser cumpridas nos processos de comercializa¸c˜ao do caf´e verde. Mudan¸cas nos limites destes aspectos influenciam a perecibilidade dos gr˜aos comercializados, assim como a disposi¸c˜ao que o cliente ter´a para pagar pelo produto. O caf´e verde, como principal mat´eria-prima para 52 Cadeias de Abastecimento e Planeamento da Produ¸c˜ao as empresas de torrefa¸c˜ao deve cumprir com as exigˆencias de qualidade estabelecidas pelo comprador. Caso o caf´e n˜ao atinja estes requisitos, pode ocorrer uma diminui¸c˜ao no seu pre¸co ou at´e a devolu¸c˜ao do produto pelo cliente insatisfeito. No caso do caf´e industrializado, cada tipo de caf´e tem uma data de validade (limite legal) que se associa ao per´ıodo no qual o caf´e conserva as caracter´ısticas de sabor e aroma t´ıpicas do produto. O valor dado pelo cliente ´e decrescente `a medida que se aproxima a data de validade. 3.2.2 A Cadeia de Abastecimento do Caf´e Na Figura 2.1 foram mencionados os quatro principais est´agios nos quais a cadeia de abastecimento do caf´e pode ser dividida: a colheita, a comercializa¸c˜ao de caf´e verde, a produ¸c˜ao e a distribui¸c˜ao. A colheita inclui todas as opera¸c˜oes agro-industriais realizadas nos locais destinados ao cultivo e tratamento dos gr˜aos. Dentro das principais actividades realizadas neste est´agio, tem-se: sele¸c˜ao dos solos para a sementeira do caf´e, selec¸c˜ao da semente, acondicionamento, germina¸c˜ao, transplante, cuidados durante o crescimento e flora¸c˜ao da planta para a obten¸c˜ao dos frutos do caf´e, coleta do caf´e, tratamento do caf´e (que consiste na extrac¸c˜ao da polpa do fruto do caf´e e extrac¸c˜ao das cascas das “cerejas” do caf´e2), limpeza e secagem dos gr˜ao de caf´e verde ainda protegido por uma pel´ıcula protetora (pergaminho). No est´agio de comercializa¸c˜ao de caf´e verde, o caf´e ainda com o pergaminho ´e vendido pelos cultivadores `as centrais de armazenamento de caf´e verde que ofere¸cam o melhor pre¸co de compra. O caf´e ´e armazenado e mantido em condi¸c˜oes controladas, evitando contacto com a humidade, com produtos que possam alterar as suas caracter´ısticas organol´epticas ou qualquer outra altera¸c˜ao que afecte a qualidade do mesmo. O caf´e ´e classificado segundo o seu tamanho, variedade e qualidade e procede para a extrac¸c˜ao do pergaminho, obtendo-se assim o caf´e verde pronto para exporta¸c˜ao ou para comercializa¸c˜ao para a ind´ustria local, onde ´e transformado na sua forma mais tradicionalmente consumida. No est´agio da produ¸c˜ao o caf´e verde ´e transformado segundo os requisitos 2Os frutos considerados de boa qualidade s˜ao aqueles que apresentam uma cor exterior vermelha e recebem o nome de “cerejas”, as quais no seu interior contem a polpa com as sementes do caf´e 3.2 Cadeias de Abastecimento Agr´ıcolas 53 do cliente e do mercado, sendo poss´ıvel obter: caf´e torrado, caf´e mo´ıdo, caf´e sol´uvel, caf´e liofilizado, caf´e l´ıquido, extracto de caf´e ou caf´e descafe´ınado em qualquer uma das formas anteriores. Para cada tipo de produto final as opera¸c˜oes neste est´agio podem ter algumas diferen¸cas, mas de um modo geral incluem: armazenamento, limpeza, pesagem, torrefa¸c˜ao, arrefecimento, mistura dos diferentes tipos de caf´e para obter os blends e seguidamente os processos espec´ıficos de moagem, solubiliza¸c˜ao, liofiliza¸c˜ao, etc. . . Finalmente no est´agio da distribui¸c˜ao incluem-se o transporte e a entrega ao cliente final. A distribui¸c˜ao pode ser feita ao n´ıvel nacional, no pa´ıs produtor, ou dirigida para exporta¸c˜ao. Em cada um dos est´agios da cadeia de abastecimento deve-se ter em conta a gest˜ao e o tratamento dos res´ıduos e os cuidados ambientais. Apresentam-se na Figura 3.2 os processos inclu´ıdos na cadeia de abastecimento do caf´e, os quais s˜ao descritos com mais detalhe na sec¸c˜ao 2.4. Figura 3.2: Processamento do caf´e. 60 Cadeias de Abastecimento e Planeamento da Produ¸c˜ao informa¸c˜ao e a coordena¸c˜ao nos est´agios da cadeia. Entre os factores favor´aveis identificados est´a a consciencializa¸c˜ao por parte dos representantes das cooperativas da necessidade de uma coordena¸c˜ao entre as diferentes etapas da cadeia. O trabalho tamb´em apresenta sugest˜oes de melhoria em cada uma destas etapas. Em Macchione Saes and Nakazone (2002) apresenta-se a transforma¸c˜ao da mat´eria-prima dando origem a trˆes produtos principais: caf´e verde, caf´e sol´uvel e caf´e torrado, tal como na descri¸c˜ao apresentada em Saes and Jayo (1998). S˜ao analisados os factores de competitividade na produ¸c˜ao e comercializa¸c˜ao do caf´e do Brasil e ressalta-se que pa´ıses como a Colˆombia, a Guatemala ou a Costa Rica tˆem sido valorizados e reconhecidos principalmente pela qualidade dos caf´es produzidos, enquanto o Brasil ´e reconhecido por ser um pa´ıs fornecedor de grandes quantidades de caf´e. Macchione Saes and Nakazone (2002) chamam a aten¸c˜ao dos produtores de caf´e Brasileiros para a necessidade de ampliar a oferta de caf´e e explorar e investir em novas estrat´egias de mercado, como por exemplo nos caf´e especiais. Dessa forma ser´a poss´ıvel, na opini˜ao dos autores, continuar a garantir a longo prazo a participa¸c˜ao no mercado e a sobrevivˆencia e crescimento do caf´e do Brasil com uma maior e mais reconhecida participa¸c˜ao pela qualidade. De Souza Bido et al. (2007) identificam os fatores que influenciam o consumo de caf´e sol´uvel, para posteriormente identificarem como estes fatores s˜ao geridos pelos pr´oprios produtores de caf´e sol´uvel. Considera-se neste trabalho que as investiga¸c˜oes neste sentido tˆem sido feitas com os consumidores de caf´e torrado e mo´ıdo e n˜ao com os consumidores de caf´e sol´uvel. No desenvolvimento do estudo houve 211 participantes e foram identificados como indicadores para a previs˜ao do consumo deste tipo de caf´e aspectos como a idade, a disponibilidade e o h´abito e prazer de beber caf´e, factores que posteriormente foram considerados pelas empresas. Silveira Martins et al. (2010) apresentam o caso de estudo de uma empresa exportadora de caf´e localizada na regi˜ao sul do estado de Minas Gerais no Brasil. Segue-se neste trabalho a descri¸c˜ao da cadeia produtiva do caf´e feita por Saes and Jayo (1998), permitindo avaliar os custos de transac¸c˜ao em cada uma das opera¸c˜oes de exporta¸c˜ao de caf´e do Brasil. A metodologia de recolha de informa¸c˜ao consistiu em entrevistas aos respons´aveis pelo processo de exporta¸c˜ao. 3.2 Cadeias de Abastecimento Agr´ıcolas 61 A descri¸c˜ao da cadeia de abastecimento do caf´e tamb´em se encontra em Salomone (2003) com a representa¸c˜ao do ciclo de vida do caf´e desde o cultivo at´e `a entrega ao cliente final, tendo em conta a gest˜ao dos desperd´ıcios gerados pelo consumo de caf´e. A cadeia descrita ´e representada pelas opera¸c˜oes para obten¸c˜ao de caf´e torrado e mo´ıdo. Neste trabalho, foram analisados os efeitos ambientais gerados durante o processo, com o fim de identificar a forma de reduzir esses impactos e aumentar a sustentabilidade ambiental. A metodologia utilizada foi o Life Cycle Assessment (LCA), considerada umas das ferramentas dispon´ıveis mais interessantes para a gest˜ao do controle e avalia¸c˜ao ambiental. O LCA ´e usado para analisar e avaliar as cargas e impactos ambientais potenciais de um material, produto ou servi¸co ao longo de todo seu ciclo de vida, desde a extrac¸c˜ao e processamento de mat´eriasprimas, passando pela produ¸c˜ao, transporte, utiliza¸c˜ao e disposi¸c˜ao final. Hernandez and Meza (2004), apresentam o planeamento e programa¸c˜ao da produ¸c˜ao numa empresa de industrializa¸c˜ao de caf´e localizada na cidade de Bogot´a, Colˆombia. A cadeia de abastecimento do caf´e ´e representada pelo fluxo das mat´erias-primas desde os fornecedores at´e `a obten¸c˜ao do produto destinado ao cliente final. Considera-se esta cadeia como um processo consistente, embora o fluxo de informa¸c˜ao entre os agentes seja considerado deficiente, pois deveria existir uma comunica¸c˜ao de duas vias, para identificar as necessidades do cliente final. Um melhor fluxo de informa¸c˜ao poderia gerar uma melhor capacidade de resposta face a poss´ıveis mudan¸cas na procura do caf´e. Espinal G. et al. (2005) apresentam o estudo global da situa¸c˜ao da cadeia de abastecimento do caf´e da Colˆombia para o per´ıodo compreendido entre os anos 1995-2001, incluindo informa¸c˜oes relacionadas com pre¸cos, produ¸c˜ao, comercializa¸c˜ao, indicadores de comercializa¸c˜ao entre outros. Os autores destacam a importˆancia do caf´e verde na economia do pa´ıs, mas referem-se `a perda do caf´e da Colˆombia nos mercados internacionais, um espa¸co que tem sido ganho por pa´ıses como Vietname e Peru, que n˜ao eram tradicionalmente considerado grandes produtores de caf´e. Perante esta situa¸c˜ao os autores sugerem uma maior aten¸c˜ao e melhoria na estrutura dos pequenos produtores do caf´e, com acompanhamento nas opera¸c˜oes relacionadas com o cultivo do caf´e, ou seja as opera¸c˜oes da componente agr´ıcola, com o objetivo de aumentar os n´ıveis de produ¸c˜ao e recuperar a perda de mercado. As atividades agr´ıcolas s˜ao referidas como a primeira parte da cadeia 62 Cadeias de Abastecimento e Planeamento da Produ¸c˜ao de abastecimento do caf´e que tem como produto final o caf´e pergaminho, mat´eria-prima para a obten¸c˜ao do caf´e torrado e mo´ıdo. Toledo de Carvalho and Bitencourt (2005) referem-se `a participa¸c˜ao comercial do caf´e de Brasil, considerada a mais importante para a economia do pa´ıs, mas que apresenta dois gargalos que tˆem impedido um crescimento ainda maior do mercado: o primeiro, a existˆencia de pa´ıses que mantˆem pre- ¸cos artificialmente elevados, em virtude do sistema de quotas, conseguindo expandir as suas ´areas cultivadas e com isso pressionando a redu¸c˜ao da participa¸c˜ao do caf´e do Brasil; e o segundo refere-se `a qualidade do produto. Assim, a discuss˜ao dos autores baseia-se em novas estrat´egias competitivas para o sector do caf´e analisando para tal a cadeia produtiva do caf´e de Minas Gerais, o mais importante estado produtor de caf´e do Brasil. A representa¸c˜ao utilizada para a cadeia do caf´e inclui os agentes que actuam desde a produ¸c˜ao at´e `a distribui¸c˜ao do caf´e. Nesta representa¸c˜ao est˜ao presentes os agentes da ind´ustria de torrefa¸c˜ao e moagem do caf´e, assim como a ind´ustria de caf´e sol´uvel. S˜ao analisadas assim as caracter´ısticas de competitividade presentes nesta cadeia. Em Garc´ıa and Olaya (2006) s˜ao descritas em detalhe cada uma das opera¸c˜oes necess´arias para obten¸c˜ao de caf´e torrado, mo´ıdo, sol´uvel e liofilizado, assim como os agentes que fazem parte do processo. O objetivo do trabalho ´e a melhoria da eficiˆencia da cadeia de abastecimento do caf´e e a sinergia entre os seus agentes. Apresenta-se especificamente a situa¸c˜ao da Colˆombia mas, na descri¸c˜ao da evolu¸c˜ao econ´omica do sector, ´e focada especialmente a participa¸c˜ao das entidades p´ublicas e privadas dedicadas `a investiga¸c˜ao que promovem o aumento da produtividade do sector cafeeiro e o seu posicionamento a n´ıvel internacional. Behrens et al. (2006) referem que a produ¸c˜ao sustent´avel do caf´e s´o ´e poss´ıvel se todos os atores ao longo da cadeia de abastecimento atuarem de forma sustent´avel. Os diferentes objetivos dos atores da cadeia n˜ao est˜ao no entanto habitualmente alinhados com a sustentabilidade e s˜ao, na maioria das vezes, conflituosos, dificultando a capacidade de manuten¸c˜ao da cadeia. Em rela¸c˜ao aos aspectos sustent´aveis do sector do caf´e, o trabalho Lee et al. (2007) apresenta o caso da conhecida multinacional Starbucks. Nesse artigo descreve-se simplificadamente a cadeia de abastecimento do caf´e. A descri¸c˜ao inclui os cultivadores de caf´e e tamb´em as empresas processadoras dedicadas `a transforma¸c˜ao do caf´e cereja em caf´e pergaminho ou caf´e verde. 3.2 Cadeias de Abastecimento Agr´ıcolas 63 Estas empresas vendem posteriormente o caf´e aos fornecedores de caf´e da Starbucks. Descreve-se a implementa¸c˜ao pela Starbucks de um programa de mudan- ¸cas sociais dentro da sua cadeia que permite garantir que os gr˜aos de caf´e utilizados nas bebidas comercializadas s˜ao obtidos de forma sustent´avel e com elevada qualidade. O interesse pelos pequenos cultivadores de caf´e ´e tamb´em evidente no trabalho de Elder et al. (2012), uma investiga¸c˜ao que se baseou em entrevistas realizadas a 175 produtores de caf´e do Ruanda para estimar o impacto do com´ercio justo sobre o capital social. Neste caso a cadeia do caf´e ´e utilizada para descrever os agentes que participam no processo, desde o cultivo do caf´e at´e ao consumidor final. 3.2.3 A Cadeia de Abastecimento do Caf´e e Outra Cadeia de Abastecimento Equipar´avel Os est´agios das cadeias de abastecimento dos produtos agr´ıcolas incluem: produ¸c˜ao, colheita, armazenamento e distribui¸c˜ao. Na fase da produ¸c˜ao algumas das decis˜oes s˜ao referidas aos locais de cultivo, processo de semeadura e respectivos cuidados. Na colheita devem ser considerados o tempo de safra e seus requisitos. Na fase de armazenamento devem-se considerar os locais adequados que garantam as melhores condi¸c˜oes para o conservar os produtos. E finalmente, a distribui¸c˜ao decide sobre os mecanismos de distribui¸c˜ao, meios de transporte, rotas e planos de entrega. A cadeia de abastecimento do caf´e insere-se na descri¸c˜ao das cadeias de abastecimento de produtos agro-alimentares. No entanto, a cadeia de abastecimento do caf´e tem uma complexidade maior devido `a fase do processamento do produto mais precisamente na fase de torrefa¸c˜ao que acrescenta valor ao produto final. Neste contexto, observou-se na cuidadosa revis˜ao feita por Ahumada and Villalobos (2009) a investiga¸c˜ao realizada por Apaiah and Hendrix (2005). Neste trabalho os autores descrevem a cadeia de abastecimento para a obten¸c˜ao de um novo produto de prote´ına alimentar `a base de ervilha (Novel protein foods -NPFs-). N˜ao s˜ao prote´ınas de carne, trata-se de uma base de ervilhas para substituir a prote´ına da carne nas refei¸c˜oes. O estudo foca-se na parte da cadeia de abastecimento relacionada com a produ¸c˜ao. Trata-se de uma empresa holandesa dedicada `a produ¸c˜ao da NPF `a base de 64 Cadeias de Abastecimento e Planeamento da Produ¸c˜ao ervilhas. A cadeia de abastecimento ´e divida em trˆes grandes partes: •produ¸c˜ao prim´aria: cultivo e colheita; •produ¸c˜ao dos ingredientes: moagem e concentra¸c˜ao; •processamento do produto: fabrica¸c˜ao. Para a produ¸c˜ao prim´aria as ervilhas s˜ao obtidas de diferentes pa´ıses: Canad´a, Ucrˆania, Fran¸ca e Holanda. O cultivo e colheita, assim como a secagem e classifica¸c˜ao decorrem nesses pa´ıses. A seguir as ervilhas s˜ao transportadas por mar, comboio ou estrada para a unidade produtiva localizada na Holanda, nesta etapa tem-se a produ¸c˜ao dos ingredientes. As ervilhas s˜ao descascadas, mo´ıdas e concentradas. O produto ´e por fim extrudido e embalado. Para o estudo desta cadeia de abastecimento s˜ao utilizadas t´ecnicas de investiga¸c˜ao operacional, com o objetivo de produzir esta prote´ına ao menor custo. A abordagem utilizada ´e baseada em modelos de programa¸c˜ao linear e conhecendo a procura deve-se decidir os respectivos locais de produ¸c˜ao primaria de modo a minimizar a soma dos custos de produ¸c˜ao e transporte. O modelo desenvolvido pode ser em v´arios cen´arios para avaliar os custos mais baixos. Na investiga¸c˜ao foram estudados dois cen´arios espec´ıficos. No primeiro cen´ario n˜ao foram utilizadas restri¸c˜oes de capacidade, pretendendo-se determinar o percurso com o menor custo ao longo da cadeia de abastecimento. No segundo cen´ario j´a foram consideradas capacidades, tendo-se limitado a produ¸c˜ao prim´aria `a quantidade de ervilha que podia ser obtida da fase de cultivo de cada local. A descri¸c˜ao e abordagem utilizada em Apaiah and Hendrix (2005) permite comparar a cadeia de abastecimento da NPF `a base de ervilha com a cadeia de abastecimento do caf´e descrita neste trabalho e apresentada na figura 2.1 e na sec¸c˜ao 2.4. Os est´agios de ambas cadeias s˜ao equipar´aveis. Aspetos como incerteza da produ¸c˜ao devido a factores climat´ericos, perecibilidade, distˆancia log´ıstica e confian¸ca nos fornecedores s˜ao comuns em ambas cadeias. Na produ¸c˜ao prim´aria ambas as cadeias utilizam mat´erias-primas que devem ser cultivadas e colhidas em locais diferentes. No est´agio da produ¸c˜ao dos ingredientes, podem-se considerar no caf´e os processos de remo¸c˜ao de pergaminho para obten¸c˜ao de caf´e verde que o caso da da NPF `a base de 3.3 Modelos de Planeamento de Produ¸c˜ao 65 Tabela 3.3: Cadeia de Abastecimento do caf´e e NPF `a base de ervilha. Produ¸c˜ao prim´aria Produ¸c˜ao dos ingredientes Processamento Caf´e verde cultivo, colheita, tratamento extra¸c˜ao do pergaminho torrefa¸c˜ao, moagem Pea-base cultivo, colheita moagem e concentra¸c˜ao fabrica¸c˜ao ervilha s˜ao equipar´aveis com os processo de moagem e concentra¸c˜ao, s˜ao preparados em ambos processos a mat´eria-prima para `a industrializa¸c˜ao. O est´agio de processamento do produto dedica-se `a industrializa¸c˜ao do produto final (Tabela 3.3). Embora as cadeias sejam equipar´aveis, o foco deste trabalho n˜ao inclui decis˜oes relacionadas com a localiza¸c˜ao da produ¸c˜ao prim´aria, nem meios de transporte entre as diferentes fases. No problema em estudo o foco est´a na etapa de torrefa¸c˜ao da cadeia de abastecimento do caf´e, sendo um problema de planeamento da produ¸c˜ao. 3.3 Modelos de Planeamento de Produ¸c˜ao No in´ıcio da sec¸c˜ao 3.1 foram referidas algumas das principais quest˜oes a considerar no planeamento das cadeias de abastecimento. As decis˜oes devem ser realizadas de forma sistem´atica, antecipando o processo e determinando as ac¸c˜oes necess´arias para um desenvolvimento equilibrado e coerente da cadeia. Estas decis˜oes devem portanto integrar os diferentes processos e est´agios da cadeia. As caracter´ısticas de cada empresa influenciam a tomada de decis˜ao, um processo que depender´a dos requisitos, disponibilidades e horizonte de planeamento de cada organiza¸c˜ao. O planeamento da produ¸c˜ao tem o prop´osito de atingir os objetivos e atividades da fun¸c˜ao de produ¸c˜ao com os menores custos poss´ıveis. Decidese neste est´agio que produto deve ser produzido em cada per´ıodo e em quais quantidades de forma a atender a sua procura. Os problemas de planeamento da produ¸c˜ao podem ser modelados se- 66 Cadeias de Abastecimento e Planeamento da Produ¸c˜ao gundo as caracter´ısticas de cada sistema de produ¸c˜ao espec´ıfico. Assim, de acordo com Karimi et al. (2003), a complexidade destes problemas pode ser definida pela presen¸ca das seguintes carater´ısticas: •n´umero de localiza¸c˜oes que pode ser single facility system quando se trata de uma ´unica unidade produtiva ou multi-facility system quando s˜ao v´arias unidades produtivas. •n´umero de n´ıveis do sistema de produ¸c˜ao, que podem ser monoest´agio ou multi-est´agio. Os primeiros s˜ao caraterizados por uma ´unica etapa de processamento, isto ´e, as mat´erias primas s˜ao directamente transformadas em produtos finais. A procura deste tipo de produtos ´e considerada independente. Nos sistemas de produ¸c˜ao multi-est´agio, existem v´arias etapas de processamento. Neste caso, a procura de um produto num n´ıvel depende da procura dos produtos pais. Tem-se neste caso, uma procura dependente. •n´umero de itens que nos sistemas de produ¸c˜ao podem ser singleitem, quando s´o se obt´em um produto final e multi-item quando se obtˆem v´arios produtos finais. •restri¸c˜oes de capacidade ou de recursos, referem-se `as limita¸c˜oes de equipamento, m˜ao-de-obra, or¸camento, entre outras. Quando n˜ao existem restri¸c˜oes refere-se uncapacited e no caso de existir algum tipo restri¸c˜oes chama-se capacited. •tipo de procura que pode ser est´atica ou dinˆamica, ou determin´ıstica ou probabil´ıstica, dependente ou independente. •horizonte de planeamento, que pode ser finito ou infinito. No caso do horizonte de planeamento ser finito ´e tipicamente considerado nos problemas com procura dinˆamica. O caso do horizonte de planeamento infinito acontece quando a procura ´e estacion´aria. •a escala de tempo pode ser continua ou discreta. Do ponto de vista dos per´ıodos de tempo, os problemas de dimensionamento de lotes podem ser divididos em big bucket ou small bucket. S˜ao big bucket quando os per´ıodos de tempo s˜ao suficientemente longos para produzir 3.3 Modelos de Planeamento de Produ¸c˜ao 67 v´arios items. Nos problemas small bucket os per´ıodos de tempo s˜ao curtos, permitindo apenas produzir um produto por per´ıodo. •estrutura de setup que divide-se em simples e complexa. Os setups s˜ao os custos ou tempos de prepara¸c˜ao, tipicamente modelados por vari´aveis bin´arias. Quando tˆem de ser considerados tempos de setup na modeliza¸c˜ao de um problema a dificuldade da sua resolu¸c˜ao aumenta consideravelmente. •ruturas de stock referem-se `a disponibilidade dos produtos •perecibilidade, refere-se aos riscos associados `a deteriora¸c˜ao dos produtos e deve, ser considerados no horizonte de planeamento. Neste trabalho, ´e abordado o problema de planeamento da produ¸c˜ao com m´ultiplos itens e restri¸c˜oes de capacidade. A procura ´e conhecida a priori e deve ser atendida num n´umero finito de per´ıodos de tempo. Existe a possibilidades de armazenamento de produtos e entrega de produtos com atraso. Todos os produtos s˜ao produzidos numa ´unica localiza¸c˜ao. Tempos de setup n˜ao s˜ao considerados pois a labora¸c˜ao da empresa caso de estudo ´e diurna e o setup ocorre fora desse per´ıodo. 3.3.1 Problemas com uma ´ Unica M´aquina e um ´ Unico Produto O problema de planeamento da produ¸c˜ao ´e de dif´ıcil resolu¸c˜ao. Florian et al. (1980) realiza uma revis˜ao de algoritmos para a resolu¸c˜ao deste problema sem restri¸c˜ao de capacidade. Os autores provaram sob algumas caracter´ısticas, que o problema ´e NP hard. Uma extens˜ao desta an´alise foi feita por Bitran and Yanasse (1982), que estudam um problema de restri¸c˜oes de capacidade, provando que algumas varia¸c˜oes dele s˜ao NP-hard (Nondeterministic Polynomial-time hard). Encontrar uma solu¸c˜ao admiss´ıvel do problema de planeamento da produ¸c˜ao em que o tempo de setup ´e n˜ao nulo ´e, por si s´o, um problema NPcompleto (Maes et al.,1991). O primeiro m´etodo exato para problemas de planeamento da produ¸c˜ao com um ´unico produto e sem restri¸c˜oes de capacidade foi proposto por Wagner and Whitin (1958). Nesse trabalho, os autores usam programa¸c˜ao dinˆamica para a resolu¸c˜ao do problema. A complexidade do algoritmo proposto 68 Cadeias de Abastecimento e Planeamento da Produ¸c˜ao ´e quadr´atica em rela¸c˜ao ao n´umero de per´ıodos. T´ecnicas similares de resolu¸c˜ao para este mesmo problema com complexidade O(Tlog(T)) foram propostas simultaneamente por Aggarwal and Park (1993); Wagelmans et al. (1992); Federgruen and Tzur (1991). Zangwill (1966) prop˜oe um modelo matem´atico em que a procura dos produtos pode ser satisfeita com atraso. O autor apresenta um m´etodo baseado em programa¸c˜ao dinˆamica para resolu¸c˜ao do problema. An´alises de formula¸c˜oes matem´aticas para a resolu¸c˜ao do problema com um ´unico ou m´ultiplos produtos, permitindo atrasos na entrega dos produtos, foram feitas por Zangwill (1969). Nesse trabalho s˜ao tamb´em desenvolvidos m´etodos de resolu¸c˜ao usando programa¸c˜ao dinˆamica baseados na representa¸c˜ao destes problemas como fluxo de redes. Krarup and Bilde (1977), prop˜oem uma reformula¸c˜ao para este problema. A ideia da nova formula¸c˜ao consiste em desagregar as vari´aveis de produ¸c˜ao pelos per´ıodos. Desta forma, o modelo tem um maior n´umero de vari´aveis inteiras mas no entanto a relaxa¸c˜ao linear desta formula¸c˜ao aproxima-se mais da envolt´oria convexa do problema quando comparada com as outras formula¸c˜oes e desta forma resulta em melhores limitantes inferiores. Uma an´alises dos diversos tipos de modelos para este problema e tamb´em dos diversos m´etodos de resolu¸c˜ao podem ser encontradas em Wolsey (1995) eemBrahimi et al. (2006). 3.3.2 Problemas com M´ultiplos Produtos com Restri¸c˜ao de Capacidade e Custos de Setup O primeiro trabalho com uma abordagem a este tipo de problema foi proposto por Barany et al. (1984). Os autores prop˜oem um m´etodo em que, primeiro s˜ao gerados planos de corte, aproximando a relaxa¸c˜ao do problema do seu inv´olucro convexo, aplicando seguidamente o m´etodo de branch-andbound. Outro m´etodo exato foi proposto por Evans (1985). O autor utiliza uma t´ecnica de redefini¸c˜ao de vari´aveis para reformula¸c˜ao do problema via fluxo de redes. Em seguida resolve tamb´em pelo m´etodo branch-and-bound. Um reformula¸c˜ao do problema baseado no caminho m´ınimo foi proposta por Eppen and Martin (1987). Esta formula¸c˜ao, assim como a proposta por Krarup and Bilde (1977), cont´em uma relaxa¸c˜ao linear mais pr´oxima 3.3 Modelos de Planeamento de Produ¸c˜ao 69 do inv´olucro convexo do problema. Hindi (1995), utiliza um m´etodo do tipo branch-and-bound com gera¸c˜ao de colunas e redefini¸c˜ao de vari´aveis para resolu¸c˜ao do problema. Nesse trabalho s˜ao encontrados bons limitantes inferiores. Uma revis˜ao mais detalhada sobre os problemas de programa¸c˜ao da produ¸c˜ao com m´ultiplos produtos pode ser encontrada em Drexl and Kimms (1997). Nesta revis˜ao os autores apresentam algumas varia¸c˜oes do problema e ressaltam suas caracter´ısticas. S˜ao ainda apresentadas revis˜oes dos principais m´etodos exatos e heur´ısticos para resolu¸c˜ao deste problema. Alguns autores consideram ainda o tempo e custo de setup. Como destacado em Trigeiro (1987), quando o tempo setup ´e contabilizado, este n˜ao deve ser representado apenas pelos custos da capacidade de produ¸c˜ao. Diversos trabalhos na literatura prop˜oem m´etodos exatos para o problema com restri¸c˜oes de tempo de setup.Diaby et al. (1992); Armentano et al. (1999); Trigeiro et al. (1989); Lozano et al. (1991); Souza and Armentano (1994). 3.3.3 Blending nos Problemas de Planeamento da Produ¸c˜ao Na Sec¸c˜ao 2.4.3 foi ressaltada a importˆancia do processo de blending na produ¸c˜ao de caf´e. Quantidades e propor¸c˜oes de mat´erias-primas representam as caracter´ısticas particulares de cada produto, o segredo industrial de cada marca de caf´e. A mistura correta das diferentes variedades de gr˜aos deve proporcionar um equil´ıbrio de sabor, cor e aroma para satisfazer os diferentes mercados. Na revis˜ao da literatura realizada no desenvolvimento deste trabalho, n˜ao foram encontrados trabalhos com modelos de planeamento da produ¸c˜ao na torrefa¸c˜ao de caf´e. Alguns exemplos com estudos n˜ao relacionados com o caf´e, mas parcialmente relacionados com modelos que incluem o blending s˜ao descritos em (Ashayeri et al.,1994;Singh et al.,2000;Pinto et al.,2000;Munhoz and Morabito,2010;Kopanos et al.,2011;Toso et al.,2009). Ashayeri et al. (1994) apresenta um modelo de programa¸c˜ao inteira para a resolu¸c˜ao do problema de blending aplicado `a produ¸c˜ao de fertilizantes qu´ımicos. Singh et al. (2000) prop˜oem um modelo de blending para produ¸c˜ao de gasolina, o qual proporciona um beneficio competitivo para as refinarias de petr´oleo. Em Pinto et al. (2000) s˜ao tamb´em relacionadas as aplica¸c˜oes 76 Planeamento da Produ¸c˜ao na Ind´ustria do Caf´e Poderiam ainda considerar-se cen´arios alternativos e respetivas probabilidades de concretiza¸c˜ao e, usando programa¸c˜ao estoc´astica, obter as decis˜oes que maximizam o valor esperado da fun¸c˜ao objetivo sobre todos esses cen´arios. No presente trabalho optou-se por trabalhar apenas contextos determin´ısticos pelo que essa possibilidade n˜ao foi explorada, mantendo-se em aberto para trabalho futuro. 4.2 Modelo MIP para o Planeamento da Produ¸c˜ao Descreve-se nesta sec¸c˜ao o modelo de programa¸c˜ao inteira mista para o planeamento da produ¸c˜ao de caf´e numa empresa gen´erica de torrefa¸c˜ao de caf´e. O que se pretende decidir com este modelo s˜ao as quantidades de cada encomenda a produzir em cada per´ıodo e tamb´em o tipo de caf´e a colocar em cada um dos silos no in´ıcio de cada per´ıodo. Os dados de entrada para o modelo s˜ao os dados relativos aos processos, as capacidades e os rendimentos de cada um dos setores da empresa, os dados relativos aos produtos, blends e tempos de processamento, e ainda os dados relativos `as encomendas, produtos encomendados, quantidades, tipos de moagem e tipos de embalagem. 4.2.1 ´ Indices t∈ T T ={1, . . . , T }— per´ıodo (onde T´e o horizonte de planeamento); e∈ E E ={1, . . . , E}— encomenda. Produtos p∈ P P ={1, . . . , P}— produto; c∈ C C ={1, . . . , C}— tipo de caf´e. Processo s∈ S S ={1, . . . , S}— silo; m∈ M M ={1, . . . , M}— tipo de moagem (onde m= 1 corresponde a caf´e em gr˜ao); 4.2 Modelo MIP para o Planeamento da Produ¸c˜ao 77 Figura 4.2: Processo de produ¸c˜ao de caf´e torrado. b∈ B B ={1, . . . , B}— tipo de embalagem. 4.2.2 Dados A figura 4.2 representa o processo de produ¸c˜ao numa torrefa¸c˜ao gen´erica e inclui os parˆametros que ser˜ao usados no modelo. Capacidades: CSscapacidade do silo spor per´ıodo (kg); CS capacidade total dos silos por per´ıodo (kg); CT capacidade total do setor de torrefa¸c˜ao por per´ıodo (kg); CM capacidade total do setor de moagem por per´ıodo (kg); CEMbcapacidade da m´aquina de embalagem tipo bpor per´ıodo (kg). 78 Planeamento da Produ¸c˜ao na Ind´ustria do Caf´e Rendimentos: RT rendimento m´edio do setor de torrefa¸c˜ao; RM rendimento m´edio do setor de moagem. Produtos (p): Blcp percentagem de caf´e tipo cque produto pcont´em (`a entrada do torrefator); Encomendas (e): Pe∈ P produto da encomenda e; Qequantidade da encomenda e(kg); De∈ T data de entrega da encomenda e; Me∈ M tipo de moagem do produto da encomenda e; Be∈ B tipo de embalagem do produto da encomenda e. 4.2.3 Vari´aveis de Decis˜ao xet quantidade da encomenda ea produzir no per´ıodo t(kg); δsct =   1 se o silo s´e carregado com o tipo de caf´e cno per´ıodo t 0 se n˜ao. Vari´aveis de Decis˜ao Auxiliares CSilct soma das capacidades dos silos aos quais foi atribu´ıdo o caf´e tipo cno per´ıodo t(kg). 4.2.4 Fun¸c˜ao Objetivo A fun¸c˜ao objetivo, representada na equa¸c˜ao 4.2 e na Figura 4.3, procura garantir que cada encomenda eseja produzida o mais perto poss´ıvel da data de entrega proposta (De) e se poss´ıvel antes dessa data de entrega. Nesta fun¸c˜ao objetivo ´e penalizada a produ¸c˜ao antes da data de entrega, 4.2 Modelo MIP para o Planeamento da Produ¸c˜ao 79 FO t D eD e+1D e−1 Figura 4.3: Varia¸c˜ao da fun¸c˜ao objetivo para per´ıodos de produ¸c˜ao em torno da data de entrega da encomenda e. pois a produ¸c˜ao num per´ıodo t<Deimplica um custo de armazenamento proporcional ao n´umero de per´ıodos e `a quantidade armazenada. No caso da produ¸c˜ao na data de entrega Deo custo de armazenamento ´e nulo. Se a produ¸c˜ao acontece ap´os a data de entrega, uma situa¸c˜ao menos desej´avel, e acontece no per´ıodo t=De+ 1, ter´a um custo de atraso igual ao dobro da quantidade em atraso. No caso da produ¸c˜ao ocorrer num per´ıodo t>De+1 o custo ser´a a quantidade em atraso multiplicada pelo quadrado do atraso, (t−De)2. min X e, t<De xet(De−t) + X e, t=De+1 2xet +X e, t>De+1 xet(t−De)2(4.2) 4.2.5 Restri¸c˜oes As restri¸c˜oes deste problema est˜ao descritas nas equa¸c˜oes 4.3 a4.13. 80 Planeamento da Produ¸c˜ao na Ind´ustria do Caf´e X e∈E:Pe=p Blcpxet ≤CSilct ∀c, t (4.3) X s∈S CSsδsct =CSilct ∀c, t (4.4) X c∈C δsct ≤1∀s, t (4.5) X e∈E xet ≤CT ∀t(4.6) X e∈E:Me6=1 RT ×xet ≤CM ∀t(4.7) RT ×(X e∈E: Me=1, Be=b xet +X e∈E: Me6=1, Be=b RM ×xet)≤CEMb∀b, t (4.8) X t∈T RT ×RM ×xet ≥Qe∀e∈ E:Me6=1 (4.9) X t∈T RT ×xet ≥Qe∀e∈ E:Me=1 (4.10) xet ≥0∀e, t (4.11) δsct ∈ {0,1} ∀s, c, t (4.12) CSilct ≥0∀c, t (4.13) As restri¸c˜oes 4.3 garantem, para cada tipo de caf´e ce per´ıodo t, que a quantidade de caf´e do tipo cnecess´aria para produzir as encomendas ´e inferior ou igual `a quantidade de caf´e tipo cexistente no conjunto dos silos (CSilct). As restri¸c˜oes 4.4 determinam, para cada tipo de caf´e ce per´ıodo t, a soma das capacidades dos silos aos quais foi atribu´ıdo o tipo de caf´e c(CSilct). As restri¸c˜oes 4.5 garantem, para cada per´ıodo t, que um silo s´o pode conter no m´aximo um tipo de caf´e c. As restri¸c˜oes 4.6 garantem, para cada per´ıodo t, que a capacidade do torrefator n˜ao ´e excedida. As restri¸c˜oes 4.7 garantem, para cada per´ıodo t, que existe capacidade de moagem para produzir as encomendas de caf´e mo´ıdo. As restri¸c˜oes 4.8 garantem, para cada per´ıodo t, que a quantidade de caf´e a embalar com tipo de embalagem bn˜ao excede a capacidade de embalagem tipo b.´ E necess´ario contabilizar separadamente as encomendas de caf´e em gr˜ao (Me= 1) e as encomendas de caf´e mo´ıdo (Me6= 1) pois neste ´ultimo caso ´e necess´ario considerar o rendimento da moagem (RM). 4.2 Modelo MIP para o Planeamento da Produ¸c˜ao 81 As restri¸c˜oes 4.9 e4.10 garantem que, no conjunto dos per´ıodos em planeamento e para cada encomenda e, a quantidade produzida ´e igual ou superior `a quantidade encomendada. As restri¸c˜oes 4.11,4.12 e4.13 garantem que as vari´aveis s˜ao ≥0 ou bin´arias. 4.2.6 Caracteriza¸c˜ao do Modelo O modelo apresentado na sec¸c˜ao anterior pode ser caracterizado pelo n´umero de vari´aveis de cada tipo que est˜ao envolvidas e ainda pelo n´umero de restri¸c˜oes. Estas medidas de dimens˜ao do modelo n˜ao se traduzem diretamente num grau de dificuldade de resolu¸c˜ao, mas poder˜ao ser um indicador da dificuldade relativa das instˆancias concretas em que o modelo se ir´a posteriormente desdobrar. N´umero de vari´aveis de decis˜ao xet E×Tvari´aveis cont´ınuas; δsct S×C×Tvari´aveis bin´arias; CSilct C×Tvari´aveis cont´ınuas. N´umero de vari´aveis de decis˜ao cont´ınuas = T×(E+C) N´umero de vari´aveis de decis˜ao bin´arias = S×C×T N´umero de Restri¸c˜oes Restri¸c˜oes 4.3 C×Trestri¸c˜oes; Restri¸c˜oes 4.4 C×Trestri¸c˜oes; Restri¸c˜oes 4.5 S×Trestri¸c˜oes; Restri¸c˜oes 4.6 Trestri¸c˜oes; Restri¸c˜oes 4.7 Trestri¸c˜oes; Restri¸c˜oes 4.8 B×Trestri¸c˜oes; Restri¸c˜oes 4.9 e4.10 Erestri¸c˜oes. N´umero de restri¸c˜oes = T×(2C+S+2+B) + E 82 Planeamento da Produ¸c˜ao na Ind´ustria do Caf´e 4.3 Medidas de Utiliza¸c˜ao de Capacidade Descreve-se a seguir um conjunto de indicadores criados para medir, face a um conjunto de encomendas e a um horizonte temporal, a percentagem de ocupa¸c˜ao da capacidade de cada um setores produtivos. Em todos os casos o valor obtido corresponde a um limite inferior para esse valor e, `a medida que o valor obtido para os indicadores se aproxima dos 100%, mais apertada ´e a capacidade e, consequentemente, mais dif´ıcil ser´a encontrar uma solu¸c˜ao admiss´ıvel para o problema dentro do horizonte de planeamento. Os indicadores representados nas equa¸c˜oes 4.14,4.16,4.17 e4.18 s˜ao indicadores da utiliza¸c˜ao da capacidade global do setor enquanto que o indicador 4.15 ´e especializado por tipo de caf´e e silo. A nota¸c˜ao utilizada nas equa¸c˜oes ´e a apresentada na Sec¸c˜ao 4.2.2. 4.3.1 Percentagem de Utiliza¸c˜ao da Capacidade dos Silos O indicador de percentagem de utiliza¸c˜ao da capacidade dos silos ´e obtido pelo quociente entre a quantidade total de caf´e necess´aria `a entrada dos silos para satisfazer todas as encomendas (considerando o rendimento da moagem e o rendimento da torrefa¸c˜ao) e a capacidade total dos silos no horizonte de planeamento (CS ×T), tal como se representa na Equa¸c˜ao 4.14. ´ E necess´ario contabilizar separadamente as encomendas de caf´e em gr˜ao (Me= 1) das encomendas de caf´e mo´ıdo (Me6= 1) pois neste ´ultimo caso ´e necess´ario considerar o rendimento da moagem (RM). Pe:Me6=1 Qe RM×RT +Pe:Me=1 Qe RT CS ×T(4.14) 4.3.2 Percentagem de Utiliza¸c˜ao dos Silos (especializa¸c˜ao por tipo de caf´e) O indicador de percentagem de utiliza¸c˜ao dos silos ´e obtido pelo quociente entre o limite inferior (inteiro) de silos necess´arios para acomodar todos os tipos de caf´e encomendados ao longo do horizonte de planeamento e o n´umero total de silos dispon´ıveis no horizonte de planeamento (S×T). Consideremos [Blcp], a matriz de blends com Clinhas e Pcolunas, onde o elemento da linha ccoluna pcorresponde `a percentagem de caf´e tipo cexistente no produto p(um exemplo de uma dessas matrizes est´a representado na Tabela 5.1). 4.3 Medidas de Utiliza¸c˜ao de Capacidade 83 Consideremos tamb´em que hPe:Me6=1,Pe=p Qe RM×RT +Pe:Me=1,Pe=p Qe RT i ´e um vetor coluna com Pelementos onde o elemento da linha pcorresponde `a quantidade de produto pnecess´aria `a entrada dos silos. Essa quantidade ´e obtida a partir das quantidades encomendadas em todas as encomendas da instˆancia considerando o rendimento da moagem para as encomendas em que Me6= 1 e o rendimento da torrefa¸c˜ao em todos os casos. O produto das duas matrizes [Blcp]hPe:Me6=1,Pe=p Qe RM×RT +Pe:Me=1,Pe=p Qe RT i ´e um vetor coluna com Clinhas onde o elemento da linha ccorresponde `a quantidade total de caf´e do tipo cque ser´a necess´aria para produzir as quantidades de produtos encomendadas. Dividindo cada um dos elementos desse vetor pela capacidade m´edia de cada silo (CS S), obt´em-se o n´umero m´ınimo (n˜ao inteiro) de silos necess´arios para cada tipo de caf´e, para todo o horizonte temporal. Substituindo cada um desses valores pelo menor inteiro que o cont´em obtemos o n´umero m´ınimo (inteiro) de silos necess´arios para cada tipo de caf´e. Somando esses valores obt´em-se o n´umero total m´ınimo (inteiro) de silos necess´arios para todos os tipos de caf´e para todo o horizonte temporal, o numerador da Equa¸c˜ao 4.15. Pcl[Blcp]hPe:Me6=1,Pe=p Qe RM×RT +Pe:Me=1,Pe=p Qe RT i/CS Sm S×T(4.15) 4.3.3 Percentagem de Utiliza¸c˜ao da Capacidade do Setor de Torrefa¸c˜ao O indicador de percentagem de utiliza¸c˜ao da capacidade do setor de torrefa¸c˜ao ´e obtido pelo quociente entre o tempo de torrefa¸c˜ao da quantidade total de caf´e necess´aria `a entrada dos torrefatores para satisfazer todas as encomendas (considerando o rendimento da moagem, o rendimento da torrefa¸c˜ao e o tempo de processamento no torrefator de cada tipo de produto) e a capacidade total do setor de torrefa¸c˜ao no horizonte de planeamento (CT ×T), tal como se representa na Equa¸c˜ao 4.16. ´ E necess´ario contabilizar separadamente as encomendas de caf´e em gr˜ao (Me= 1) das encomendas de caf´e mo´ıdo (Me6= 1) pois neste ´ultimo caso ´e necess´ario considerar o rendimento da moagem (RM). Pe:Me6=1,Pe=p Qe RM×RT ×Tp+Pe:Me=1,Pe=p Qe RT ×Tp CT ×T(4.16) 84 Planeamento da Produ¸c˜ao na Ind´ustria do Caf´e 4.3.4 Percentagem de Utiliza¸c˜ao da Capacidade do Setor de Moagem O indicador de percentagem de utiliza¸c˜ao da capacidade do setor de moagem ´e obtido pelo quociente entre a quantidade total de caf´e necess´aria `a entrada dos mo´ınhos para satisfazer todas as encomendas (considerando o rendimento da moagem) e a capacidade total do setor de moagem no horizonte de planeamento (CM ×T), tal como se representa na Equa¸c˜ao 4.17. Pe:Me6=1 Qe RM CM ×T(4.17) 4.3.5 Percentagem de Utiliza¸c˜ao da Capacidade do Setor de Embalagem O indicador de percentagem de utiliza¸c˜ao da capacidade do setor que executa a embalagem tipo b´e obtido pelo quociente entre a quantidade total de encomendas de caf´e com embalagem tipo be a capacidade total no horizonte de planeamento do setor que executa a embalagem tipo b(CEMb×T), tal como se representa na Equa¸c˜ao 4.18. Pe:Be=bQe CEMb×T(4.18) 5 Caso de Estudo e Testes Computacionais Neste cap´ıtulo come¸ca-se por apresentar a empresa caso de estudo e tamb´em os parˆametros que decorrem do caso de estudo para o modelo discutido no cap´ıtulo anterior. S˜ao ainda apresentados testes computacionais e seus resultados, que procuram exemplificar a utiliza¸c˜ao do modelo e da bateria de indicadores num contexto real, assim como identificar as suas limita¸c˜oes. Desta an´alise resulta ainda a identifica¸c˜ao de um conjunto de desigualdades v´alidas para o problema. Dos testes faz ainda parte uma an´alise de sensibilidade aos parˆametros identificados como mais importantes no problema: o horizonte de planeamento e o n´umero e capacidade dos silos. Finalmente ´e ilustrada a utiliza¸c˜ao do modelo no apoio `a tomada de decis˜oes de ˆambito t´atico. 5.1 Dados Relativos ao Processo de Fabrico da Empresa Utilizada como Caso de Estudo Tal como j´a foi referido anteriormente, a empresa onde foi desenvolvido este trabalho ´e uma empresa dedicada `a torrefa¸c˜ao de caf´e. Trata-se de um dos principais comercializadores de caf´e torrado e mo´ıdo no mercado portuguˆes com presen¸ca em v´arios segmentos de mercado. Por motivos de confidencialidade da informa¸c˜ao envolvida n˜ao ser´a referido aqui o nome da empresa e os dados est˜ao mascarados, mantendo no entanto toda a aderˆencia `a realidade. No entanto, o seu processo de produ- 92 Caso de Estudo e Testes Computacionais 0" 20" 40" 60" 80" 100" 120" 140" 160" 180" u)lização" capacidade"silos" u)lização" capacidade"silos" ()po"de"café)" u)lização" capacidade" torrefação" u)lização" capacidade"moagem" u)lização" capacidade" embalagem"grão" u)lização" capacidade" embalagem"1"café" moído" u)lização" capacidade" embalagem"2"café" moído" 0%"a"10%" 10%"a"20%" 20%"a"30%" 30%"a"40%" 40%"a"50%" 50%"a"60%" 60%"a"70%" 70%"a"80%" 80%"a"90%" 90%"a"100%" >"100%" Figura 5.2: Medidas de utiliza¸c˜ao de capacidade para as 180 instˆancias geradas. Figura 5.3: Instˆancias com pelo menos um indicador com valor acima de 100% n˜ao tˆem solu¸c˜ao admiss´ıvel. 5.2 Instˆancias de Teste 93 0%# 10%# 20%# 30%# 40%# 50%# 60%# 70%# 80%# 20# 40# 60# 80# 100# 120# Figura 5.4: O indicador “utiliza¸c˜ao capacidade silos (tipo de caf´e)” aumenta com o aumento do n´umero de encomendas (E). 0%# 20%# 40%# 60%# 80%# 100%# 120%# 10# 20# 30# 40# 50# 60# Figura 5.5: O indicador “utiliza¸c˜ao capacidade silos (tipo de caf´e)” diminui com o aumento do n´umero de per´ıodos do horizonte temporal (T). indicador “utiliza¸c˜ao capacidade silos (tipo de caf´e)” com o aumento respetivamente do n´umero de encomendas e do horizonte temporal e ainda com o aumento da quantidade m´axima por encomenda. Como seria de esperar, sempre que o aumento do parˆametro corresponde a um aumento de capacidade, o n´umero de per´ıodos do horizonte temporal por exemplo, o aumento desse parˆametro implica uma redu¸c˜ao do valor do indicador. Os outros dois casos correspondem a aumento da carga e portanto a um aumento do indicador. Na Figura 5.7 reuniu-se num s´o gr´afico a informa¸c˜ao retirada das Figuras 5.1 e5.3, permitindo concluir que as instˆancias que seguramente n˜ao tˆem solu¸c˜ao admiss´ıvel (indicador“utiliza¸c˜ao capacidade silos (tipo de caf´e)” superior a 100%), correspondem ao n´umero de per´ıodos de planeamento, T igual a 10 e a 20, neste ´ultimo caso para os maiores valores do parˆametro E, (n´umero de encomendas). 94 Caso de Estudo e Testes Computacionais 0%# 10%# 20%# 30%# 40%# 50%# 60%# 70%# 1000# 2000# 3000# 4000# 5000# Figura 5.6: O indicador “utiliza¸c˜ao capacidade silos (tipo de caf´e)” aumenta com o aumento da quantidade m´axima por encomenda (Q). 5.3 Testes Computacionais Os testes computacionais foram realizados utilizando o solver IBM ILOG CPLEX Optimization Studio na vers˜ao 12.5 com a parametriza¸c˜ao de omiss˜ao do solver, executado num computador com um CPU Intel Core i7-4470 A 3,40 GHz, com 32GB de RAM, correndo o sistema operativo Windows 7 Enterprise (64-bit). Os testes foram divididos em duas fases. Na primeira fase foram corridas todas as 180 instˆancias, com um tempo limite de 600 segundos. Este tempo ´e relativamente baixo se se tomar em conta utiliza¸c˜oes do modelo no planeamento da produ¸c˜ao ou na an´alise de cen´arios, mas j´a ser´a algo elevado para utiliza¸c˜oes relacionadas com a aceita¸c˜ao de encomendas onde muitas vezes as negocia¸c˜oes dos prazos de entrega decorrem ao telefone. Foi assim considerado que 600 segundos seria um valor equilibrado quando se consideram as v´arias utiliza¸c˜oes poss´ıveis para o modelo. Os resultados individuais, para cada instˆancia, da primeira fase dos testes encontram-se no apˆendice A, sendo apresentado um resumo desses resultados na Tabela 5.2. De uma primeira an´alise destes resultados constata-se que para 26 instˆancias (14,4%) se obteve a solu¸c˜ao ´otima, para outras 13 instˆancias (7,2%) se provou que n˜ao havia solu¸c˜ao admiss´ıvel, enquanto que para 90 instˆancias (50,0%) se obteve uma solu¸c˜ao admiss´ıvel embora n˜ao comprovadamente ´otima. Apenas para 51 instˆancias (28,3%) n˜ao foi poss´ıvel encontrar qualquer solu¸c˜ao admiss´ıvel, sendo que entre estas est˜ao instˆancias compro- 5.3 Testes Computacionais 95 Figura 5.7: As instˆancias sem solu¸c˜ao admiss´ıvel (indicador “utiliza¸c˜ao capacidade silos (tipo de caf´e)” superior a 100%) correspondem a T= 10 e T= 20. 96 Caso de Estudo e Testes Computacionais Tabela 5.2: Resumo da primeira fase dos testes computacionais. Instˆancias com solu¸c˜ao garantidamente ´otima 26 (14,4%) Instˆancias garantidamente sem solu¸c˜ao admiss´ıvel 13 (7,2%) Instˆancias com solu¸c˜ao admiss´ıvel 90 (50,0%) Instˆancias sem solu¸c˜ao admiss´ıvel 51 (28,3%) vadamente imposs´ıveis, como se discutiu na sec¸c˜ao 5.2.2. O gap2m´edio para as instˆancias em que se obteve uma solu¸c˜ao admiss´ıvel n˜ao garantidamente ´otima ´e de 32,1%. Tentando avaliar o impacto do tempo limite imposto, foi conduzida uma segunda fase de testes com um tempo limite de 1 800 segundos. Nesta fase de testes foram inclu´ıdas as 51 instˆancias para as quais n˜ao se tinha obtido qualquer solu¸c˜ao admiss´ıvel na primeira fase de testes, e ainda as 90 instˆancias com solu¸c˜ao admiss´ıvel mas n˜ao garantidamente ´otima. Do primeiro conjunto apenas uma instˆancia passou a apresentar uma solu¸c˜ao admiss´ıvel, enquanto que no segundo conjunto os resultados foram muito semelhantes aos da primeira fase, com um gap m´edio semelhante3. Curiosamente, para nenhuma destas instˆancias o acr´escimo do tempo de resolu¸c˜ao permitiu a obten¸c˜ao de uma solu¸c˜ao garantidamente ´otima. 5.4 An´alise das Solu¸c˜oes Analisam-se nesta sec¸c˜ao os resultados obtidos segundo dois pontos de vista. Far-se-´a inicialmente uma an´alise que relaciona a dimens˜ao dos problemas com o gap obtido pelo CPLEX na sua resolu¸c˜ao. Seguidamente ser´a analisado de forma agregada, para 6 instˆancias para as quais foi encontrada solu¸c˜ao, o plano de produ¸c˜ao que resultou do ponto de vista de trˆes medidas que consideramos mais interessantes, a quantidade total encomendada, o invent´ario total e tamb´em as quantidades em atraso. 2gap =valor da melhor solu¸c˜ao inteira−valor do limite inferior valor da melhor solu¸c˜ao inteira ×100. 3Da parametriza¸c˜ao por omiss˜ao do CPLEX faz parte a sele¸c˜ao n˜ao determin´ıstica do n´o da ´arvore de pesquisa a explorar. Isso implica que o comportamento da pesquisa em duas resolu¸c˜oes da mesma instˆancia n˜ao seja necessariamente o mesmo. Como consequˆencia, entre a primeira e a segunda fases houve instˆancias para as quais o gap piorou e outros para as quais melhorou, raz˜ao pela qual se faz esta avalia¸c˜ao em temos m´edios. 5.4 An´alise das Solu¸c˜oes 97 5.4.1 An´alise do Gap Na Figura 5.8 representa-se o valor do gap obtido para cada uma das 180 instˆancias em simultˆaneo com o indicador “utiliza¸c˜ao capacidade silos (tipo de caf´e)” para os testes realizados com o tempo limite de 600 segundos. As instˆancias para as quais n˜ao foi encontrada solu¸c˜ao ou em que o CPLEX provou que n˜ao existia solu¸c˜ao admiss´ıvel est˜ao representadas na linha horizontal denominada “Sem Solu¸c˜ao”. A an´alise do gr´afico da Figura 5.8 permite concluir que, para cada valor do parˆametro T(horizonte temporal) o gap aumenta tendencialmente com o aumento do n´umero de encomendas E. Verifica-se tamb´em que para valores mais elevados do indicador “utiliza¸c˜ao capacidade silos (tipo de caf´e)” as instˆancias se tornam mais dif´ıceis de resolver pelo CPLEX resultando em problemas para os quais n˜ao foi encontrada solu¸c˜ao no tempo dispon´ıvel ou ent˜ao em problemas com gap com valor elevado. Esse comportamento ´e mais evidente ainda na Figura 5.9 onde foi representado o valor do gap para valores crescentes do valor do indicador “utiliza¸c˜ao capacidade silos (tipo de caf´e)”. 5.4.2 An´alise dos Planos de Produ¸c˜ao Os resultados das 180 instˆancias permitem tamb´em analisar, de forma agregada, informa¸c˜oes relacionadas com os invent´arios e atrasos relativamente `a data de entrega do caf´e na empresa de torrefa¸c˜ao. Para este fim foram escolhidas seis instˆancias para as quais o CPLEX encontrou solu¸c˜ao admiss´ıvel. As primeiras trˆes instˆancias correspondem a um horizonte de planeamento de 10 dias, 20 encomendas e quantidades m´aximas por encomenda de 1 000, 2 000 e 3 000, cujos resultados est˜ao representados nas Figuras 5.10,5.11 e5.12. As outras trˆes instˆancias correspondem a 60 dias de horizonte de planeamento, 120 encomendas e quantidades m´aximas por encomenda de 1 000, 2 000 e 3 000. Os resultados dessas trˆes instˆancias est˜ao representados nas Figuras 5.13,5.14 e5.15. Uma primeira observa¸c˜ao dos gr´aficos permite verificar que os resultados contrariam a ideia da fun¸c˜ao objetivo usada (que se poder´a denominar de just in time), que defende a manuten¸c˜ao de zero invent´ario e zero atrasos. Nestas seis instˆancias tal n˜ao acontece, tendo-se quer atrasos, quer invent´arios na produ¸c˜ao das diferentes encomendas de caf´e. A raz˜ao prende-se com o facto de haver picos de procura que ultrapassam 98 Caso de Estudo e Testes Computacionais Figura 5.8: Para cada valor do horizonte temporal o gap aumenta com o aumento do n´umero de encomendas E. 5.4 An´alise das Solu¸c˜oes 99 Figura 5.9: A dificuldade da resolu¸c˜ao dos problemas pelo CPLEX aumenta com o aumento do valor do indicador “utiliza¸c˜ao capacidade silos (tipo de caf´e)”. 100 Caso de Estudo e Testes Computacionais 0" 1000" 2000" 3000" 4000" 1" 2" 3" 4" 5" 6" 7" 8" 9" 10" Total"quan4dades"encomendadas" Total"inventário" Total"atraso" Figura 5.10: Evolu¸c˜ao do invent´ario e do atraso face `as quantidades encomendadas para T= 10, E= 20 e Q= 1000. 0" 1000" 2000" 3000" 4000" 5000" 6000" 1" 2" 3" 4" 5" 6" 7" 8" 9" 10" Total"quan4dades"encomendadas" Total"inventário" Total"atraso" Figura 5.11: Evolu¸c˜ao do invent´ario e do atraso face `as quantidades encomendadas para T= 10, E= 20 e Q= 2000. 5.4 An´alise das Solu¸c˜oes 101 0" 1000" 2000" 3000" 4000" 5000" 6000" 7000" 8000" 1" 2" 3" 4" 5" 6" 7" 8" 9" 10" Total"quan4dades"encomendadas" Total"inventário" Total"atraso" Figura 5.12: Evolu¸c˜ao do invent´ario e do atraso face `as quantidades encomendadas para T= 10, E= 20 e Q= 3000. a capacidade produtiva e que fazem com que seja necess´ario antecipar parte da produ¸c˜ao (formando assim invent´ario) de forma a evitar (ou minimizar) atrasos. Observa-se ainda em todas as instˆancias que o total dos invent´arios supera largamente o total dos atrasos, dado o custo atribu´ıdo aos ´ultimos na fun¸c˜ao objetivo ser maior do que o dos primeiros. As instˆancias pequenas (representadas nas Figuras 5.10,5.11 e5.12) ilustram bem as limita¸c˜oes produtivas. De facto, enquanto certos conjuntos de encomendas s˜ao produzidas nos primeiros dias e formam invent´ario, outros vˆeem a sua produ¸c˜ao adiada, resultando em atraso na entrega ao cliente final. Na Figura 5.10, verifica-se que mesmo com quantidades encomendadas mais reduzidas, o invent´ario aumenta nos primeiros dias, para fazer face `a procura do final do horizonte de planeamento, enquanto os atrasos s˜ao eliminados apenas no final. O horizonte de planeamento destas trˆes instˆancias n˜ao ´e contudo suficiente para estimar os valores m´aximos de invent´ario e atraso, visto n˜ao se verificarem flutua¸c˜oes nestes indicadores. J´a as instˆancias com um horizonte temporal de 60 dias (representados nas Figuras 5.13, 5.14 e5.15), vˆem ent˜ao possibilitar esta an´alise. Verifica-se que para encomendas de 1 000, 2 000 e 3 000 unidades, se obt´em um invent´ario m´aximo 108 Caso de Estudo e Testes Computacionais tˆancias em que se obteve uma solu¸c˜ao admiss´ıvel n˜ao garantidamente ´otima ´e de 49,1%, contra 32,1% para as 90 instˆancias que tinham tido uma solu¸c˜ao admiss´ıvel com o horizonte temporal mais curto. Apenas aparentemente este ´e um pior resultado, dado que o n´umero de instˆancias n˜ao ´e o mesmo. No entanto, e este ´e um dado mais relevante, o n´umero de instˆancias com solu¸c˜ao admiss´ıvel aumentou cerca de 1,6 vezes. De uma an´alise individual do comportamento de cada instˆancia concluise que: •92 instˆancias mantiveram os valor da fun¸c˜ao objetivo (estando aqui inclu´ıdas as instˆancias para as quais se obteve a solu¸c˜ao garantidamente ´otima); •24 instˆancias melhoraram o valor da fun¸c˜ao objetivo, sendo a m´edia dessa melhoria igual a 8 076,4. •46 instˆancias para as quais n˜ao tinha previamente sido obtida qualquer solu¸c˜ao admiss´ıvel apresentam agora uma solu¸c˜ao admiss´ıvel. •18 instˆancias para as quais n˜ao tinham sido obtidas solu¸c˜oes admiss´ıveis continuaram a n˜ao ver ser encontrada uma solu¸c˜ao admiss´ıvel. Finalmente, das 13 instˆancias que foram classificadas como garantidamente imposs´ıveis com o horizonte temporal mais curto, apenas duas se mantiveram agora como comprovadamente imposs´ıveis. Dez dessas instˆancias passaram a ter como resultado n˜ao ser poss´ıvel encontrar uma solu¸c˜ao admiss´ıvel no tempo limite imposto, enquanto uma das instˆancias passou a ter uma solu¸c˜ao admiss´ıvel com um gap de 91,8%. 5.5.2 An´alise de Sensibilidade ao N´umero e Capacidade dos Silos Existia a percep¸c˜ao na empresa de que o estrangulamento da capacidade produ¸c˜ao estava nos silos. A primeira fase dos testes computacionais confirmou esta percep¸c˜ao, sobretudo atrav´es do indicador da percentagem de utiliza¸c˜ao dos silos com especializa¸c˜ao por tipo de caf´e, que para 19 instˆancias antecipou que a instˆancia era imposs´ıvel. A resolu¸c˜ao do modelo propriamente dito apenas detetou 13 dessas instˆancias (conseguiu concluir que o problema era imposs´ıvel dentro do tempo limite de resolu¸c˜ao), sendo que para as restantes 6 ‘apenas’ terminou sem solu¸c˜ao admiss´ıvel. 5.5 An´alise de Sensibilidade 109 Confirmado o estrangulamento produtivo nos silos, a quest˜ao natural que se coloca se se pretender aumentar a capacidade de produ¸c˜ao da f´abrica ´e se ´e prefer´ıvel aumentar o n´umero de silos ou a capacidade dos existentes. Para responder a esta quest˜ao levou-se a cabo uma an´alise de sensibilidade ao n´umero e capacidade dos silos, organizada da seguinte forma (recorda-se que o caso base corresponde `a existˆencia de 5 silos com uma capacidade de 3 000 kg cada um): •n´umero de silos igual a 6, 8 e 10, mantendo a capacidade unit´aria de 3000 kg; •capacidade dos silos igual a 3 600 kg, 4 800 kg e 6 000 kg, mantendo o n´umero em 5. Note-se que deste modo a capacidade total para cada variante mant´em-se constante, isto ´e, 6 silos com 3 000 kg representa a mesma capacidade que 5 silos com 3 600 kg, isto ´e 18 000 kg, e assim sucessivamente. Globalmente, a capacidade total para o caso extrema duplica a capacidade no caso base (30 000 kg versus 15 000 kg). O modelo foi corrido 6 vezes, com as parametriza¸c˜oes acima indicadas, para as 30 instˆancias T= 10, E ∈ {20,40,60,80,120}, Q ∈ {1000,2000,3000,4000,5000}. Da an´alise feita na sec¸c˜ao 5.2.2, e confirmada na sec¸c˜ao 5.4, este ´e o subconjunto de instˆancias onde o volume de encomendas mais ultrapassa a capacidade de produ¸c˜ao (16 das 19 instˆancias garantidamente imposs´ıveis pertencem a este sub-conjunto). Na Tabela 5.4 apresentam-se os resultados detalhados destes testes. Da an´alise dos resultados algumas conclus˜oes, umas mais ´obvias e esperadas outras menos, podem ser extra´ıdas: •Com o aumento do n´umero de silos a capacidade total de produ¸c˜ao aumenta, o que se reflete numa evolu¸c˜ao de 3 instˆancias com solu¸c˜ao admiss´ıvel (caso base) para 8 (6 silos), 18 (8 silos) e 19 (10 silos). •Com o aumento do n´umero de silos nenhum dos problemas imposs´ıveis no caso base deixou de ser imposs´ıvel. Uma an´alise do valor dos indicadores associados a cada uma dessas instˆancias mostrou que quando um problema deixava de ser imposs´ıvel por causa da capacidade nos silos passava a ser imposs´ıvel devido `a falta de capacidade do setor de torrefa¸c˜ao, detetada por valores do respetivo indicador superiores a 1. 110 Caso de Estudo e Testes Computacionais Tabela 5.4: Resultados da an´alise de sensibilidade ao n´umero e capacidade dos silos. 5 silos 6 silos 8 silos 10 silos 5 silos 5 silos 5 silos Instˆancia de 3000 kg de 3000 kg de 3000 kg de 3000 kg de 3600 kg de 4800 kg de 6000 kg T E Q F.O. Gap (%) F.O. Gap (%) F.O. Gap (%) F.O. Gap (%) F.O. Gap (%) F.O. Gap (%) F.O. Gap (%) 10 20 1000 40000 59,0 14000 11,8 3000 0,0 0 0,0 40000 59,0 40000 59,0 40000 59,0 10 20 2000 64000 47,8 26000 23,3 5000 0,0 0 0,0 64000 48,1 SSA SSA 10 20 3000 74000 53,5 31000 32,4 7000 0,0 0 0,0 80000 64,8 74000 62,3 74000 62,3 10 20 4000 SSA 36000 20,4 9000 0,0 0 0,0 SSA 87000 49,4 87000 48,1 10 20 5000 SSA 49000 23,8 8000 0,0 1200 0,0 115000 65,3 113000 50,8 115000 48,0 10 40 1000 SSA 89000 40,4 28000 16,3 14000 7,7 142000 44,9 143000 45,3 144000 45,7 10 40 2000 SSA 110000 40,9 33000 8,7 15000 0,0 SSA SSA SSA 10 40 3000 SSA SSA 50000 11,4 24000 3,0 SSA SSA SSA 10 40 4000 SSA SSA 63750 15,5 26000 0,0 SSA SSA SSA 10 40 5000 SSA SSA 82000 23,5 32166,67 8,2 SSA SSA SSA 10 60 1000 SSA 119000 27,6 50000 8,7 28000 1,5 SSA SSA SSA 10 60 2000 SSA SSA 66000 7,1 31000 0,0 SSA SSA SSA 10 60 3000 SSA SSA 93200 13,0 48500 0,01 SSA SSA SSA 10 60 4000 SSA SSA SSA 125533,3 15,9 SSA SSA SSA 10 60 5000 IMP IMP IMP IMP IMP IMP IMP 10 80 1000 SSA SSA 69000 7,6 41000 2,3 SSA SSA SSA 10 80 2000 SSA SSA 111666,7 19,5 56916,67 0,0 SSA SSA SSA 10 80 3000 IMP IMP IMP IMP IMP IMP IMP 10 80 4000 IMP IMP IMP IMP IMP IMP IMP 10 80 5000 IMP IMP IMP IMP IMP IMP IMP 10 100 1000 SSA SSA 111500 25,8 62500 12,3 SSA SSA SSA 10 100 2000 SSA SSA 287250 40,5 146000 6,4 SSA SSA SSA 10 100 3000 IMP IMP IMP IMP IMP IMP IMP 10 100 4000 IMP IMP IMP IMP IMP IMP IMP 10 100 5000 IMP IMP IMP IMP IMP IMP IMP 10 120 1000 SSA SSA 146750 18,0 84000 13,6 SSA SSA SSA 10 120 2000 IMP IMP IMP IMP IMP IMP IMP 10 120 3000 IMP IMP IMP IMP IMP IMP IMP 10 120 4000 IMP IMP IMP IMP IMP IMP IMP 10 120 5000 IMP IMP IMP IMP IMP IMP IMP SSA – Problema sem solu¸c˜ao admiss´ıvel no tempo limite. IMP – Problema comprovadamente imposs´ıvel. 5.6 Apoio `a Tomada de Decis˜oes T´aticas 111 •Com o aumento da capacidade dos silos a capacidade total de produ¸c˜ao aumenta, o que se reflete numa evolu¸c˜ao de 3 instˆancias com solu¸c˜ao admiss´ıvel (caso base) para 5 (3 600 kg), 5 (4 800 kg) e 5 (6 000 kg), ou seja, o aumento da capacidade acima dos 3 600 kg n˜ao trouxe qualquer ganho. •Com o aumento da capacidade dos silos nenhum dos problemas imposs´ıveis no caso base deixou de ser imposs´ıvel. Uma an´alise do valor dos indicadores associados a cada uma dessas instˆancias mostrou que quando um problema deixava de ser imposs´ıvel por causa da capacidade nos silos passava a ser imposs´ıvel por causa da falta de capacidade do setor de torrefa¸c˜ao, detetada por valores do respetivo indicador superiores a 1. •Comparando, para mesma capacidade total, as alternativas de ter mais silos ou o silos com maior capacidade, resulta sempre mais vantajoso ter mais silos: 8 problemas com solu¸c˜ao admiss´ıvel contra 5 (18 000 kg de capacidade total); 18 problemas com solu¸c˜ao admiss´ıvel contra 5 (24000 kg de capacidade total); e 19 problemas com solu¸c˜ao admiss´ıvel contra 5 (30 000 kg de capacidade total). Desta an´alise pode-se concluir que a alternativa mais interessante para a reconfigura¸c˜ao da f´abrica seria aumentar o n´umero de silos para 8, mas depois a aten¸c˜ao deveria ser concentrada na capacidade do setor de torrefa¸c˜ao que se transforma no estrangulamento de produ¸c˜ao seguinte. 5.6 Apoio `a Tomada de Decis˜oes T´aticas Conforme apresentado na sec¸c˜ao 4.1 o modelo de programa¸c˜ao matem´atica desenvolvido pode ser utilizado em diferentes contextos de decis˜ao relacionados com o planeamento da produ¸c˜ao: operacional, t´atico e estrat´egico. Nas sec¸c˜oes 5.3 e5.4 foram apresentados testes computacionais, e discutidos os seus resultados, para a utiliza¸c˜ao do modelo num ˆambito estritamente operacional. Na sec¸c˜ao 5.5 ´e abordada a utiliza¸c˜ao do modelo num contexto mais estrat´egico, nomeadamente no apoio `a decis˜ao sobre o n´umero e capacidade dos silos e da capacidade do setor de torrefa¸c˜ao. Nesta sec¸c˜ao iremos ilustrar a utiliza¸c˜ao do modelo num contexto de tomada de decis˜oes de ˆambito t´atico, em particular no que diz respeito `a aceita¸c˜ao de encomendas. 112 Caso de Estudo e Testes Computacionais Na sequˆencia do que foi descrito na sec¸c˜ao 4.1.2 estudaremos o impacto no planeamento da produ¸c˜ao de: •aceita¸c˜ao de encomendas de um blend habitual; •substitui¸c˜ao de um blend. Como casos de uso para esta ilustra¸c˜ao usaremos as mesmas instˆancias usadas na sec¸c˜ao 5.4.2 (T= 10, E = 20, Q = 1000 – T= 10, E = 20, Q = 2000 – T= 10, E = 20, Q = 3000 – T= 60, E = 120, Q = 1000 – T= 60, E = 120, Q = 2000 – T= 60, E = 120, Q = 3000), o que permitir´a a compara¸c˜ao e uma mais f´acil an´alise dos impactos. Aceita¸c˜ao de novas encomendas de um blend habitual Para as instˆancias com 20 encomendas foi considerado uma nova encomenda (5% do anterior total de encomendas) com as seguintes caracter´ısticas: •Tipo de produto (blend), tipo de moagem e tipo de embalagem iguais ao da primeira encomenda da instˆancia em an´alise. •Quantidade igual `a quantidade da primeira encomenda da instˆancia em an´alise. •Data de entrega igual ao ponto m´edio do horizonte de planeamento, isto ´e 5. Para as instˆancias com 120 encomendas foram consideradas 6 novas encomendas (novamente 5% do anterior total de encomendas) com as seguintes caracter´ısticas: •Tipo de produto (blend), tipo de moagem e tipo de embalagem iguais aos das primeiras 6 encomendas da instˆancia em an´alise. •Quantidade igual `as quantidades das primeiras 6 encomendas da instˆancia em an´alise. •Datas de entrega em datas consecutivas a partir do ponto m´edio do horizonte de planeamento, isto ´e 30, 31, 32, 33, 34 e 35. Na Tabela 5.5 apresentam-se os resultados da execu¸c˜ao do modelo para estas 6 instˆancias e com estas encomendas adicionais. Para facilitar a an´alise 5.6 Apoio `a Tomada de Decis˜oes T´aticas 113 Tabela 5.5: Resultados do aumento de 5% no n´umero de encomendas. Instˆancia T E Q Q total F.O. Gap (%) Com as novas encomendas 10 21 1000 21000 42000 49,6 10 21 2000 36000 68000 59,7 10 21 3000 39000 80000 54,5 60 126 1000 126000 139000 40,4 60 126 2000 183000 181600 41,0 60 126 3000 259000 SSA Sem as novas encomendas 10 20 1000 20000 40000 59,0 10 20 2000 34000 64000 47,8 10 20 3000 37000 74000 53,5 60 120 1000 120000 131000 42,7 60 120 2000 175000 179000 46,3 60 120 3000 248000 261000 46,3 SSA – Problema sem solu¸c˜ao admiss´ıvel no tempo limite. s˜ao repetidos os resultados descritos na sec¸c˜ao 5.3 com o n´umero original de encomendas. Comparando as quantidades totais de caf´e encomendadas verifica-se o efeito da(s) nova(s) encomendas, com um valor m´edio de cerca de 1500 kg por encomenda. Por outro lado, e salvaguardado o facto de em nenhuma das instˆancias se ter atingido a solu¸c˜ao ´otima no tempo limite de 600 segundos, verifica-se tamb´em que o valor da fun¸c˜ao objetivo piorou, representando isso um aumento dos desvios na produ¸c˜ao face `as datas de entrega. O caso mais significativo ser´a mesmo o da instˆancia com 126 encomendas e um valor m´aximo de 3000 kg por encomenda onde deixou de ser poss´ıvel encontrar uma solu¸c˜ao admiss´ıvel dentro do tempo limite, ou por outras palavras, poder´a ser mesmo imposs´ıvel satisfazer aquelas encomendas adicionais dentro do horizonte temporal. 114 Caso de Estudo e Testes Computacionais Substitui¸c˜ao de um Blend Nesta sec¸c˜ao ir´a estudar-se o efeito de uma altera¸c˜ao do blend associado a um dado produto. Por representar um caso potencialmente mais dif´ıcil, e permitir uma an´alise mais rica, selecionou-se o produto/tipo de caf´e 6. Este produto surge em v´arias encomendas das 6 instˆancias em an´alise e j´a requer 4 tipos diferentes de caf´e no seu blend: os tipos 1 (40%), 2 (30%), 3 (10%) e 4 (20%). Este blend vai ser alterado passando o caf´e tipo 1 a representar apenas 20% da mistura e incorporando-se de novo o caf´e tipo 22 numa propor¸c˜ao de 20%. Novamente a escolha do caf´e tipo 22 visa criar um situa¸c˜ao potencialmente mais dif´ıcil uma vez que este caf´e s´o surge num tipo de produto tornando-se portanto dif´ıcil combinar a produ¸c˜ao do novo blend com outros blends. Est˜ao pois emuladas as condi¸c˜oes de uma decis˜ao de car´ater t´atico que se intui ter´a um impacto muito negativo nos planos de produ¸c˜ao em an´alise. Na Tabela 5.6 apresentam-se os resultados da execu¸c˜ao do modelo para estas 6 instˆancias com a altera¸c˜ao do blend do produto 6. Para facilitar a an´alise s˜ao repetidos os resultados descritos na sec¸c˜ao 5.3 com o blend original. Os resultados s˜ao surpreendentes e mesmo contra-intuitivos. De facto, para as instˆancias com um horizonte temporal de 60 o valor da fun¸c˜ao objetivo melhorou sempre, ao mesmo tempo que o gap da solu¸c˜ao obtida tamb´em diminu´ıa. Para duas das instˆancias com um horizonte temporal mais curto o valor da fun¸c˜ao objetivo manteve-se mas o gap baixou, e apenas para a terceira destas instˆancias houve um repercuss˜ao negativa na altera¸c˜ao do blend associado ao produto 6: o problema deixou de apresentar uma solu¸c˜ao admiss´ıvel. Este comportamento confirma que n˜ao ´e poss´ıvel confiar na intui¸c˜ao para tomar decis˜oes deste tipo, dados os muitos efeitos cruzados que elas implicam, comprovando a necessidade de uma ferramenta como este modelo de programa¸c˜ao matem´atica para apoiar decis˜oes deste tipo e ˆambito, possivelmente estendendo o conjunto das instˆancias usadas para a valida¸c˜ao das altera¸c˜oes propostas. 5.6 Apoio `a Tomada de Decis˜oes T´aticas 115 Tabela 5.6: Resultados da altera¸c˜ao do blend do produto 6. Instˆancia T E Q F.O. Gap (%) Com o novo blend 10 20 1000 40000 40,2 10 20 2000 64000 37,8 10 20 3000 SSA 60 120 1000 127000 37,8 60 120 2000 177000 42,5 60 120 3000 244000 40,5 Com o blend antigo 10 20 1000 40000 59,0 10 20 2000 64000 47,8 10 20 3000 74000 53,5 60 120 1000 131000 42,7 60 120 2000 179000 46,3 60 120 3000 261000 46,3 SSA – Problema sem solu¸c˜ao admiss´ıvel no tempo limite. 6 Conclus˜oes e Desenvolvimentos Futuros Este trabalho foi estruturado em dois vetores. O primeiro vetor est´a relacionada com a descri¸c˜ao do processo de produ¸c˜ao de caf´e, desde a etapa de cultivo da planta at´e `a distribui¸c˜ao do produto final. Foi assim compilada informa¸c˜ao que se encontrava dispersa em diversas ´areas cient´ıficas, relacionadas com aspectos econ´omicos e agr´ıcolas da ind´ustria do caf´e. Esta estrutura¸c˜ao da cadeia de abastecimento do caf´e permitiu obter uma orienta- ¸c˜ao para o desenvolvimento da segunda linha de investiga¸c˜ao, que consistiu numa abordagem atrav´es de m´etodos anal´ıticos e quantitativos para o apoio `a decis˜ao no planeamento da produ¸c˜ao de caf´e. Foi utilizado para este fim o caso de estudo de uma empresa localizada na regi˜ao Norte de Portugal, dedicada `a torrefa¸c˜ao de caf´e. O seu processo de produ¸c˜ao foi modelado, implementado e testado usando ferramentas de programa¸c˜ao matem´atica. Para o desenvolvimento do trabalho, inicialmente no cap´ıtulo 2foi apresentada e reconhecida a importˆancia do caf´e, desde a sua origem, que data do ano 500 d.C. com a Lenda de Kaldi. Foram tamb´em referidos os trabalhos pioneiros relacionados com o caf´e, importantes contribui¸c˜oes cient´ıficas e botˆanicas que tˆem direccionado as investiga¸c˜oes sobre a planta. Outros aspectos pol´ıticos, econ´omicos e sociais relacionados com o gr˜ao foram expostos na revis˜ao da hist´oria do caf´e, com a finalidade de destac´a-lo como uma das commodities agr´ıcolas mais comercializadas nas bolsas de mercadorias do mundo e, para os pa´ıses produtores do gr˜ao considerados em desenvolvimento, o caf´e tem sido um importante gerador de divisas. Foi tamb´em 124 Referˆencias Diaby, M., Bahl, H. C., Karwan, M. H., and Zionts, S. (1992). Capacitated lot-sizing and scheduling by lagrangean relaxation. European Journal of Operational Research, 59(3):444–458. Donnet, L. M. (2007). Essays on specialty coffee procurement. Tese, Michigan State University, Michigan. Drexl, A. and Kimms, A. (1997). Lot sizing and scheduling - survey and extensions. European Journal of Operational Research, 99(2):221–235. Economic Community Of West African States, E. (2007). Atlas on regional integration in west africa. economy series. coffee. http://www.oecd.org/dataoecd/51/7/39596349.pdf. Acesso en 19/10/2011. Elder, S. D., Zerriffi, H., and Billon, P. L. (2012). Effects of fair trade certification on social capital: The case of rwandan coffee producers. World Development, 40(11):2355 – 2367. Embrapa, E. (2006). Cultivo do caf´e orgˆanico. http: //sistemasdeproducao.cnptia.embrapa.br/FontesHTML/Cafe/ CafeOrganico_2ed/poscolheita.htm. Acesso em 11/02/2013. Eppen, G. D. and Martin, R. K. (1987). Solving multi-item capacitated lot-sizing problems using variable redefinition. Operations Research, 35(6):832–848. Espinal G., C. F., Mart´ınez Covaleda, H. J., and Acevedo Gait´an, X. (2005). La cadena del caf´e en colombia: una mirada global de su estructura y dinamica 1991-2005. http://www.infocafes.com/descargas/ biblioteca/102.pdf. Acesso em 18/10/2013. Evans, J. R. (1985). An efficient implementation of the wagner-whitin algorithm for dynamic lot-sizing. Journal of Operations Management, 5(2):229–235. Federaci´on Nacional de Cafeteros de Colombia, F. (2000). Vademecum del tostador colombiano. http://www.iue. edu.co/portal/images/negocios_internacionales/cafe/ LACALIDADENLAINDUSTRIADELCAFE.pdf. Acesso em 14/04/2014. Federaci´on Nacional de Cafeteros de Colombia, F. (2010a). Clasificaciones de calidad. http://www.cafedecolombia.com/particulares/es/ Referˆencias 125 sobre_el_cafe/el_cafe/clasificaciones_de_calidad/. Acesso em 13/05/2014. Federaci´on Nacional de Cafeteros de Colombia, F. (2010b). Clasificaciones de calidad. http://www.cafedecolombia.com/particulares/es/el_ cafe_de_colombia/del_arbol_a_la_taza/. Acesso em 13/05/2014. Federaci´on Nacional de Cafeteros de Colombia, F. (2010c). Proceso productivo. http://www.buencafe.com//es/experta.php. Acesso em 13/05/2014. Federaci´on Nacional de Cafeteros de Colombia, F. (2010d). Producci´on de caf´e soluble. http://www.cafedecolombia.com/particulares/ es/sobre_el_cafe/el_cafe/industrializacion/produccion_de_ cafe_soluble/. Acesso em 13/05/2014. Federaci´on Nacional de Cafeteros de Colombia, F. (2010e). Una bonita historia. http://www.cafedecolombia.com/particulares/es/el_ cafe_de_colombia/una_bonita_historia/. Acesso em 25/03/2014. Federgruen, A. and Tzur, M. (1991). A simple forward algorithm to solve general dynamic lot sizing models with n periods in o(n log n) or o(n) time. Management Science, 37(8):909–925. Fitter, R. and Kaplinksy, R. (2001). Who gains from product rents as the coffee market becomes more differentiated? a value-chain analysis. IDS Bulletin, 32(3):69 – 82. Florian, M., Lenstra, J. K., and Rinnooy Kan, A. H. G. (1980). Deterministic Production Planning: Algorithms and Complexity. Management Science, 26(7):669–679. Food Agriculture Organization of the United Nations, F. (2014). Comercializaci´on agr´ıcola. http://www.fao.org/ag/ags/ comercializacion-agricola/es/. Acesso em 25/09/2014. Garc´ıa, R. and Olaya, E. (2006). Caracterizaci´on de las cadenas de valor y abastecimiento del sector agroindustrial de caf´e. Cuadernos de Administraci´on, 19(31):197 – 217. Gereffi, G. and Korzeniewicz, M. E. (1994). Commodity Chains and Global Capitalism. Greenwood Press, Westport. Giomo, G. S., Gallo, P. B., and Lima, T. G. (2007). M´etodos para remo- 126 Referˆencias ¸c˜ao do pergaminho de sementes de cafeeiro e efeitos na emergˆencia de plˆantulas. In V Simp´osio de Pesquisa dos Caf´es do Brasil. Hemerly, F. X. (2000). Cadeia produtiva do caf´e no estado de s˜ao paulo: possibilidades de melhoria de sua competitividade no segmento agr´ıcola. Tese, Faculdade de Engenharia Agr´ıcola. Universidade Estadual de Campinas, Campinas. Hernandez, M. O. and Meza, M. C. M. (2004). Dise˜no de una metodolog´ıa para la planeaci´on y programaci´on de producci´on de caf´e tostado y molido en la planta de colcaf´e bogot´a. Ingenier´ıa industrial, Pontificia Universodad Javeriana, Bogot´a. Hicks, A. (2002). Post-harvest processing and quality assurance for speciality organic coffee products. AU Journal of Technology, 5(3). Hindi, K. S. (1995). Computationally efficient solution of the multi-item, capacitated lot-sizing problem. Computers & Industrial Engineering, 28(4):709–719. International Coffee Organization, O. (1963). International coffee agreement 1962. http://www.mid.ru/bdomp/spm_md.nsf/0/ 0f98a938a28d011b44257be8001fcfed/$FILE/coffee-1962.pdf. Acesso em 16/08/2013. International Coffee Organization, O. (1976). International coffee agreement 1976. http://treaties.un.org/doc/Publication/ UNTS/Volume201024/volume-1024-I-15034-Other.pdf. Acesso em 16/08/2013. International Coffee Organization, O. (1982). International coffee agreement 1983. http://treaties.un.org/doc/Publication/ UNTS/Volume201333/volume-1333-I-22376-English.pdf. Acesso em 16/08/2013. International Coffee Organization, O. (1994). International coffee agreement 1994. http://treaties.un.org/doc/Publication/ UNTS/Volume201827/volume-1827-I-31252-English.pdf. Acesso em 16/08/2013. International Coffee Organization, O. (2000). International coffee agreement 2001. http://treaties.un.org/doc/source/RecentTexts/ xix-43eng.pdf. Acesso em 16/08/2013. Referˆencias 127 International Coffee Organization, O. (2007). International coffee agreement 2007. http://treaties.un.org/doc/source/RecentTexts/ xix-43eng.pdf. Acesso em 16/08/2013. International Coffee Organization, O. (2009). La volatilidad de los precios del caf´e. http://dev.ico.org/pt/coffee_storyp.asp?section= Sobre_o_cafE9. Acesso em 087/07/2014. International Coffee Organization, O. (2013a). Aspectos botˆanicos. http://www.ico.org/pt/botanical_p.asp?section=Sobre_o_ cafE9. Acesso em 08/07/2013. International Coffee Organization, O. (2013b). A hist´oria do caf´e. http://dev.ico.org/pt/coffee_storyp.asp?section=Sobre_ o_cafE9. Acesso em 08/07/2013. International Coffee Organization, O. (2013c). A organiza¸c˜ao internacional do caf´e de 1963 a 2013:. http://dev.ico.org/documents/cy2012-13/ history-ico-50-years-p.pdf. Acesso em 16/08/2013. International Coffee Organization, O. (2014a). Comercio mundial del caf´e (1963-2013): Resena de los mercados, retos y oportunidades con que se enfrenta el sector. http://dev.ico.org/documents/cy2013-14/ icc-111-5-r1c-world-coffee-outlook.pdf. Acesso em 25/07/2014. International Coffee Organization, O. (2014b). Relat´orio mensal sobre o mercado cafeeiro. http://dev.ico.org/documents/cy2013-14/ cmr-0614-p.pdf. Acesso em 25/07/2014. International Trade Centre, I. (2011). The Coffee Exporter’s Guide. International Trade Centre, Geneva. Junqueira, R. A. and Morabito, R. (2012). Production and logistics planning considering circulation taxes in a multi-plant seed corn company. Computers and Electronics in Agriculture, 84(0):100 – 110. Karimi, B., Fatemi Ghomi, S. M. T., and Wilson, J. M. (2003). The capacitated lot sizing problem: a review of models and algorithms. Omega, 31(5):365–378. Klibi, W., Martel, A., and Guitouni, A. (2010). The design of robust valuecreating supply chain networks: A critical review. European Journal of Operational Research, 203(2):283 – 293. 128 Referˆencias Kopanos, G. M., Puigjaner, L., and Georgiadis, M. C. (2011). Production Scheduling in Multiproduct Multistage Semicontinuous Food Processes. Industrial & Engineering Chemistry Research, 50(10):6316 – 6324. Krarup, J. and Bilde, O. (1977). Plant location, set covering and economic lot sizes: an o(mn) algorithm for structured problems. In Collatz, L. (ed.) Numerische Methoden bei Optimierungsaufgaben, Band 3, Optimierung bei Graphentheoretischen and Ganzzahligen Problemen, pages 155–180. Lee, H. L., Duda, S., James, L., Mackwani, Z., Munoz, R., and Volk, D. (2007). Building a sustainable supply chain. In Lee, H. L. and Lee, C.-Y., editors, Building Supply Chain Excellence in Emerging Economies, volume 98 of International Series in Operations Research and Management Science, pages 391–405. Springer Netherlands. Leigh Taylor, P. (2005). In the market but not of it: Fair trade coffee and forest stewardship council certification as market-based social change. World Development, 33(1):129 – 147. Lizote, S. A., Abreu de, T. O., Provesi, K., and Bohora, G. F. E. J. (2012). Instrumentos financeiros derivativos: um estudo sobre sua aplicabilidade nas opera¸c˜oes com hedge. In IX Simp´osio de Excelˆencia em Gest˜ao e Tecnologia. Lozano, S., Larraneta, J., and Onieva, L. (1991). Primal-dual approach to the single level capacitated lot-sizing problem. European Journal of Operational Research, 51(3):354–366. Macchione Saes, M. S. and Nakazone, D. (2002). Estudo da competitividade de cadeias integradas no brasil: impactos das zonas de livre com´ercio. http://pensa.org.br/wp-content/uploads/2011/10/Estudo_da_ competitividade_de_cadeias_integradas_no_Brasil_2002.pdf. Acesso em 17/10/2013. Maes, J., McClain, J. O., and Van-Wassenhove, L. N. (1991). Multilevel capacitated lotsizing complexity and LP-based heuristics. European Journal of Operational Research, 53(2):131 – 148. Martins, A. L. (2008). Hist´oria do Caf´e. Editora Contexto, S˜ao Paulo. Mart´ın, Ma´ıa J.and Pablos, F. and Gonz´alez, A. G. (1998a). Characteriza- Referˆencias 129 tion of green coffee varieties according to their metal content. Analytica Chimica Acta, 358(2):177 – 183. Mart´ın, Ma´ıa J.and Pablos, F. and Gonz´alez, A. G. (1998b). Discrimination between arabica and robusta green coffee varieties according to their chemical composition. Talanta, 46(6):1259 – 1264. Mentzer, J. T., DeWitt, W., Keebler, J. S., Min, S., Nix, N. W., Smith, C. D., and Zacharia, Z. G. (2001). Defining Supply Chain Management. Journal of Business Logistics, 22(2):1 – 25. Min, H. and Zhou, G. (2002). Supply chain modeling: past, present and future. Computers and Industrial Engineering, 43(1 - 2):231 – 249. Minist´erio da Educa¸c˜ao do Brasil, M. (2005). Caf´e. http://portal. mec.gov.br/setec/arquivos/pdf/publica_setec_cafe.pdf. Acesso em 23/10/2005. Montoya-Torres, J. R. and Ortiz-Vargas, D. A. (2014). Collaboration and information sharing in dyadic supply chains: A literature review over the period 2000 - 2012. Estudios Gerenciales, (0). Munhoz, J. R. and Morabito, R. (2010). Otimiza¸c˜ao no planejamento agregado de produ¸c˜ao em ind´ustrias de processamento de suco concentrado congelado de laranja. Gest˜ao & Produ¸c˜ao, 17(3):465–481. Murthy, P. S. and Naidu, M. M. (2012). Sustainable management of coffee industry by-products and value addition. a review. Resources, Conservation and Recycling, 66(0):45 – 58. Oestreich-Janzen, S. (2010). 3.25 - chemistry of coffee. In in Chief: Lew Mander, E. and Liu, H.-W. B., editors, Comprehensive Natural Products {II}, pages 1085 – 1117. Elsevier, Oxford. on Trade, U. N. C. and Development, U. (2009). Development impacts of commodity exchanges in emerging markets. http://unctad.org/en/ docs/ditccom20089_en.pdf. Acesso em 25/03/2014. Pacetti, D., Boselli, E., Balzano, M., and Frega, N. G. (2012). Authentication of Italian Espresso coffee blends through the GC peak ratio between kahweol and 16-O-methylcafestol. Food Chemistry, 135(3):1569 – 1574. Pardo, M. and Niranjan, K. (2006). Modelaci´on de la relaci´on entre la cin´etica de congelaci´on y la cin´etica de sublimaci´on en extractos de caf´e. Ingenier´ıa y Competitividad, 8(2):25 – 33. 130 Referˆencias Paulo, H., Barbosa-P´ovoa, A. P. F., and Relvas, S. (2013). Modeling integrated biorefinery supply chains. In Kraslawski, A. and Turunen, I., editors, 23rd European Symposium on Computer Aided Process Engineering, pages 79 – 84. Elsevier. Petracco, M. (2005). Our everyday cup of coffee: The chemistry behind its magic. Journal of Chemical Education, 82(8):1161 – 1167. Pinto, J., Joly, M., and Moro, L. (2000). Planning and scheduling models for refinery operations. Computers & Chemical Engineering, 24(910):2259 – 2276. Plant Resistance Genes database, P. (2011). Coffea arabica-coffea canephora. http://prgdb.cbm.fvg.it/organism.php?id=265. Acesso em 29/01/2012. Plenert, G. (2007). Chapter 2 - what is supply chain management (scm)? In Plenert, G., editor, Reinventing Lean, pages 21 – 115. ButterworthHeinemann. Ponte, S. (2002). The ‘latte revolution’? regulation, markets and consumption in the global coffee chain. World Development, 30(7):1099 – 1122. Pulgar´ın, J. A. (2007). Establecimiento del cafetal. In Sistemas de producci´on de caf´e en Colombia, pages 87–100. Cenicaf´e. Reis Rego, B. and de Paula Francisco, O. (2012). O mercado futuro e a comercializa¸c˜ao de caf´e: influˆencias, riscos e estrat´egias com o uso de hedge. Gest˜ao e Conhecimento, 7(1):286 – 301. Rosa, S. D. V. F. d., McDonald, M. B., Vilela, F. d. L., and Ferreira, I. A. (2010). Staging coffee seedling growth: a rationale for shortening the coffee seed germination test. Seed Science and Technology, 38(2):421 – 431. Rueda, X. and Lambin, E. F. (2013). Linking globalization to local land uses: How eco-consumers and gourmands are changing the colombian coffee landscapes. World Development, 41(0):286 – 301. Saes, M. S. M. and Jayo, M. (1998). Competitividade do sistema agroindustrial do caf´e. In ipea, PENSA, U., editor, Competitividade no Agribusiness Brasileiro. Referˆencias 131 Salinas, B. (2008). Life cycle assessment of coffee production. http:// bsalinas.com/wp-content/uploads/2009/10/paper.pdf. Acesso em 08/01/2013. Salomone, R. (2003). Life cycle assessment applied to coffee production: investigating environmental impacts to aid decision making for improvements at company level. International Journal of Food, Agriculture and Environment, 1(2):295 – 300. Servi¸co Brasileiro de Apoio `as Micro e Pequenas Empresas, S. (2007). Caf´e gourmet e orgˆanico. relat´orio completo. http://bis.sebrae. com.br/GestorRepositorio/ARQUIVOS_CHRONUS/bds/bds.nsf/ B1AA061C76EEEF1A832574DC0045D5DE/$File/NT00039062.pdf. Acesso en 23/10/2013. Seudieu, D. (2008). The coffee industry: History and future perspectives. In Souza, R. M., editor, Plant-Parasitic Nematodes of Coffee, pages 19–26. Springer Netherlands. Silveira Martins, R., Silva Xavier, W., and Sproesser, R. L. (2010). Custos de transa¸c˜ao nas opera¸c˜oes de exporta¸c˜ao de caf´e na regi˜ao sul de minas gerais. Organiza¸c˜oes Rurais and Agroindustriais, 12(3):411 – 422. Singh, A., Forbes, J., Vermeer, P., and Woo, S. (2000). Model-based realtime optimization of automotive gasoline blending operations. Journal of Process Control, 10(1):43 – 58. Souza, K. X. X. and Armentano, V. A. (1994). Multi-item capacitated lotsizing by a cross decomposition based algorithm. Annals of Operations Research, 50(1):557–574. Susila, W. R. (2005). Enhancement of coffee quality through prevention of mould formation. Technical report, Food and Agriculture Organization United Nations. Thurber, F. B. (1881). Coffee from plantation to cup. American Grocer Publishing Association, New York. Toledo de Carvalho, J. C. and Bitencourt, M. B. (2005). A competitividade da cadeia produtiva do caf´e em minas gerais: Uma an´alise de qualidade. In XLIII Congresso da SOBER -Sociedade Brasileira de Economia Administra¸c˜ao e Sociologia Rural-, Ribeir˜ao Preto, S˜ao Paulo. 132 Referˆencias Toso, E. A., Morabito, R., and Clark, A. R. (2009). Lot sizing and sequencing optimisation at an animal-feed plant. Computers & Industrial Engineering, 57(3):813 – 821. Trigeiro, W. W. (1987). The effect of setup time on production lot sizes. Production and Inventory Management, 28:50–52. Trigeiro, W. W., Thomas, L. J., and McClain, J. O. (1989). Capacitated lot sizing with setup times. Management Science, 35(1):353–366. Vieira Machado de Moraes, I. (2006). Processamento de caf´e. http: //sbrt.ibict.br/dossie-tecnico/downloadsDT/MTk=. Acesso em 24/01/2014. Viere, T., Enden, J., and Schaltegger, S. (2011). Life cycle and supply chain information in environmental management accounting: A coffee case study. In Burritt, R., Schaltegger, S., Bennett, M., Pohjola, T., and Csutora, M., editors, Environmental Management Accounting and Supply Chain Management, volume 27 of Eco-Efficiency in Industry and Science, pages 23–40. Springer Netherlands. Vitasek, K. (2013). Supply chain management terms and glossary. http://cscmp.org/sites/default/files/user_uploads/ resources/downloads/glossary-2013.pdf. Acesso em 25/02/2014. Wagelmans, A. P. M., Van-Hoesel, S., and Kolen, A. (1992). Economic lotsizing: An o(n log n) algorithm that runs in linear time in the wagnerwhitin case. Operations Research, 40(1):S145–S156. Wagner, H. M. and Whitin, T. M. (1958). Dynamic Version of the Economic Lot Size Model. Management Science, 5(1):89 – 96. Wolsey, L. A. (1995). Progress with single-item lot-sizing. European Journal of Operational Research, 86(3):395–401. Wong, H., Potter, A., and Naim, M. (2011). Evaluation of postponement in the soluble coffee supply chain: A case study. International Journal of Production Economics, 131(1):355 – 364. Zangwill, W. I. (1966). A deterministic multi-period production scheduling model with backlogging. Management Science, 13(1):105 – 119. Zangwill, W. I. (1969). A backlogging model and a multi-echelon model of a dynamic economic lot size production system. a network approach. Management Science, 15(9):506 – 527. Referˆencias 133 Zhou, Z., Cheng, S., and Hua, B. (2000). Supply chain optimization of continuous process industries with sustainability considerations. Computers and Operations Research, 24(2-7):1151 – 1158.