Aplicação: Simulação + Otimização: Vale – Planos de Lavra

A mineradora Vale necessitava estudar melhorias em seu plano de lavra para extração de minério de ferro em suas minas. O processo todo tinha como objetivo extrair a máxima quantidade de minério, respeitando o teor
previsto na pilha principal e outras condições operacionais.

 Figura 1 – Esquema de otimização de abastecimento da pilha pelas minas, com os respectivos teores

 Tabela 1 - Características físicas e químicas de um produto fi nal de minério

A pilha principal é abastecida por minério vindo de várias frentes de extração, e cada frente tem seu teor próprio. É tarefa de um roteirizador decidir quantas viagens devem ser feitas em cada frente, para que se tenha, ao final do mês, uma pilha de minério com o teor correto.

Todos os equipamentos do sistema, do caminhão até a escavadeira, poderiam sofrer quebras e a cada quebra o resto do sistema necessitava se adaptar. Por exemplo: se dois caminhões destinados à “Frente 1”
quebram, é necessário recalcular as quantidades a serem retiradas de cada frente, uma vez que a queda de produção nesta frente, com menos caminhões, pode afetar o teor final.

O grande desafio nesta simulação era representar esse processo de decisão otimizado, já que a sua função afeta enormemente o desempenho do sistema. Como já exposto na seção anterior, otimizar decisões operacionais é mais apropriado para a técnica de otimização, o que levou à inclusão de um otimizador ao sistema modelado em Arena, funcionando em tempo real.

A Figura 1 ilustra o papel do otimizador. Durante a simulação, a cada evento do sistema que provocava mudanças na sua situação, o modelo acionava o otimizador, que fornecia uma nova programação de viagens e sequência de atividades.

Essa abordagem forneceu respostas extremamente precisas para a Vale que, usando esse sistema, reduziu seus custos em quase 5%, o que representou uma economia de R$ 4 milhões no ano de sua aplicação
(fonte: Vale, Arenasfera Latinoamerica 2009, Winter Simulation Conference 2009).

Aplicação : Simulação + Otimização: Vale – Planejamento de Cadeia de Suprimentos

A Vale tem como um dos seus negócios o fornecimento de minério para seus clientes no Brasil e no exterior. Os clientes expressam as suas necessidades determinando os locais, as quantidades, as datas e as
características do minério que desejam receber. Do seu lado, a Vale possui minas geograficamente distribuídas, e em cada uma delas o minério extraído tem uma composição.

O processo de decisão nesta cadeia de suprimentos consiste em definir como utilizar a capacidade de produção das minas, e suas respectivas usinas de beneficiamento, de forma a permitir que o minério extraído possa ser utilizado para atender às demandas dos pedidos dos clientes dentro da especificação desejada.

Essas decisões precisam ser tomadas considerando diferentes horizontes. Por exemplo, para um horizonte mais longo, de vários anos, os elementos principais são a capacidade de produção das minas, sua relação com os produtos finais – minérios com as características desejadas pelos clientes – e as respectivas quantidades a serem
entregues.

 Tabela 2 – Receita para obtenção do produto final a partir de produtos primários

 Figura 2 – Suprimento das demandas por meio de duas receitas

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