Conforme visto na seção 2.1.1, a tomada de decisão em sistemas produtivos complexos pode ser dividida de maneira hierárquica com base no horizonte de tempo: estratégico, tático e operacional. Além desta, outra classificação pertinente para a tomada de decisão em sistemas de tomada de decisão na cadeia sucroenergética (seção 2.1) é a divisão entre seus elos principais: a área agrícola, industrial e de distribuição física. Ambas as divisões estão contempladas na Figura 9, que segmenta os processos de tomada de decisão nesta cadeia. Esta segmentação é utilizada para classificar os modelos de planejamento na cadeia sucroenergética obtidos na literatura e mostrados na seção 3.1.
Cabe ressaltar que neste trabalho foram aprofundadas as questões relacionadas à tomada de decisão da área agrícola, sem desconsiderar os processos de tomada de decisão dos outros elos, todavia analisando-os de maneira mais sintética, com ênfase nos aspectos que mais interferem no objeto de estudo deste trabalho.
A tomada de decisão industrial abordada neste estudo está relacionada ao planejamento industrial, que tipicamente parte da quantidade e da qualidade da matéria-prima a ser colhida por período, parâmetros resultantes do planejamento de colheita. A qualidade da matéria-prima é medida principalmente pelo teor de sacarose, que representa o percentual de açúcares cristalizáveis, pelos açúcares redutores totais (ART), que representam os açúcares cristalizáveis e fermentescíveis, bem como o percentual de fibra, que interfere na capacidade de moagem e eficiência da extração (FERNANDES, 2003). Os resultados determinam configurações de processo, levando em conta restrições dos recursos, para que seja atendida a demanda dos produtos finais por período (PAIVA, 2009; PAIVA e MORABITO, 2011; 2013). Em Carvalho (2009) foi tratado o planejamento industrial integrado com a comercialização de produtos, contemplando também operações de hedge com os produtos finais.
Figura 9: Tomada de decisão na cadeia sucroenergética
A tomada de decisão na distribuição física abordada neste estudo está relacionada ao planejamento agregado da distribuição física, que tipicamente parte do planejamento de produção industrial desmembrado em quantidades produzidas por produto. Está inserido em uma rede que possui mais de uma possibilidade de armazenagem e/ou produção e determina os níveis de estoques e transferências entre depósitos para atender à demanda, levando em conta restrições de transporte e armazenagem (COLIN et al., 1999; KAWAMURA et al., 2006). Em muitos casos, embora a ênfase esteja em um dos elos, o planejamento industrial e da distribuição física são integrados (PAIVA e MORABITO, 2011; KAWAMURA et al., 2006; MELE et al., 2011).
Por fim, as decisões da área agrícola foram analisadas de maneira mais detalhada por ser a base deste estudo e estão esquematizadas juntamente com o planejamento industrial e de distribuição física na Figura 9. Na sua elaboração, foram considerados a análise da cadeia de produção, o conhecimento prévio do processo e a análise da literatura existente sobre o tema. Conforme mostra a Figura 9, as decisões mais estratégicas da área agrícola estão relacionadas ao desenho da infraestrutura de colheita como a determinação da localização de terminais ferroviários na Austrália (HIGGINS; LAREDO, 2006; HIGGINS et al., 2004) ou pontos de consolidação de carga na Tailândia (NEUNGMATCHA et al., 2013).
Como a cana-de-açúcar permite que para cada plantio possam existir cinco cortes, o planejamento plurianual tem por finalidade principal analisar a projeção de plantio e colheita para os próximos cinco a seis anos, determinando as áreas que devem ser renovadas e a época de colheita das mesmas para que atendam a demanda da indústria (BARATA, 1992; HIGGINS, 1999). Um caso especial para este tipo de tomada de decisão é no momento da implantação do canavial, pois quanto menor for o tempo entre o início do plantio e o processamento industrial com capacidade máxima, maior o retorno do negócio (COLIN, 2009).
Como mencionado anteriormente, a unidade básica de área utilizada pela área agrícola é o talhão, porém, para minimizar a perda de capacidade das frentes agrícolas devido às mudanças de áreas, as usinas agrupam talhões próximos e com épocas de colheita semelhantes em blocos de colheita. Esta unidade também é vantajosa para a simplificação dos planejamentos de plantio e colheita. A formação dos blocos trata de métodos para realizar estes agrupamentos (HIGGINS, et al., 2004; HIGGINS; LAREDO, 2006; JENA; POGGI 2013). Na decisão de plantio, a literatura mostra ferramentas com o horizonte de tempo de um a meio ano antes da safra, voltadas para a melhor escolha de variedades a serem plantadas de forma a atender a moagem maximizando atributos qualitativos, como teor de sacarose e palha para a geração de energia elétrica (SARTORI et al., 2001; PIEWTHONGNGAM et al., 2009).
O planejamento de colheita macro é a ferramenta que apresenta maior quantidade de trabalhos na literatura. Além disso, sua prática é frequentemente observada nas usinas por meio de softwares de mercado ou planilhas ao menos uma vez por safra. Este tipo de planejamento parte da estimativa de matéria-prima disponível por bloco e busca atender a demanda de moagem da usina desagregada em frentes de colheita, respeitando a área de aplicação de vinhaça, a idade do canavial, bem como a distância média entre as áreas de colheita e a usina. O objetivo é geralmente maximizar a recuperação de açúcares, levando em conta a variedade plantada em cada área, e utiliza como unidade de tempo o mês, quinzena ou semana (BARATA, 1992; HIGGINS, 1999; GRUNOW et al., 2007; LE GAL et al., 2009; STRAY et al., 2012; JENA; POGGI, 2013). Caso o plantio tenha sido realizado com variedades não adequadas ao equilíbrio dos recursos de colheita e transporte com a moagem, o planejamento macro pode se tornar infactível.
Cabe ressaltar que no planejamento de colheita macro há o desmembramento em frentes de colheita, o que usualmente é feito com base no mapa da usina e a quantidade de matéria-prima que cada frente deve processar (vide 2.4). Entretanto, no planejamento macro
de colheita o canavial já está plantado com variedades e período de corte já estabelecidos. No entender deste autor, a programação das frentes de colheita deveria ser considerada antes do planejamento do plantio para que, no planejamento de colheita macro, o planejador possa desfrutar de maior grau de liberdade na decisão do momento de colheita de um bloco, de forma a tornar o desmembramento em frentes de colheita possível em termos operacionais.
Como existe incerteza inerente ao planejamento macro de colheita, o planejamento operacional analisa as datas de colheita dos blocos em um horizonte de tempo mais curto, da ordem de semanas. Este planejamento atende a necessidade de moagem em termos de quantidade e qualidade com os recursos disponíveis, premissas bastante semelhantes ao planejamento macro, mas com unidade de tempo de dia ou momentos do dia (GRUNOW et al., 2007; JENA; POGGI, 2013; MILAN et al., 2006). Dentro deste horizonte de tempo também são analisadas as mudanças de áreas das frentes manuais e mecanizadas considerando os tempos de deslocamento e quantidade de pessoas e/ou equipamentos (GRUNOW et al., 2007; JENA; POGGI, 2013). Cabe ressaltar que se o equilíbrio entre as capacidades de colheita e transporte não foram analisados no planejamento macro, o planejamento operacional pode se defrontar com situações operacionalmente infactíveis.
Por fim, o despacho de veículos (ou liberação de veículos, como preferem alguns autores) apoia o tomador de decisão, tipicamente o controlador de tráfego, a enviar o veículo na frente de colheita em que não haja fila e que mantenha o processo de moagem contínuo (HAHN; RIBEIRO, 1999; MUNDIM, 2009). Neste ponto, os graus de liberdade do controlador de tráfego são muito restritos caso a condição operacional proveniente do planejamento operacional impossibilite a manutenção do fluxo contínuo de suprimento de matéria-prima à unidade fabril.