Introdução:

O processo de estivagem de cargas consiste em arranjar produtos com características e dimensões diferentes em porões de navios. Este serviço portuário é realizado por trabalhadores denominados estivadores.

Na ArcelorMittal temos uma equipe responsável por planejar toda a operação, desde o armazenamento até o embarque. As interações deles com o planejamento das embarcações têm seu início após a área de afretamento efetuar uma busca no mercado e disponibilizar um navio candidato para a equipe portuária.

Nesse momento é feito uma avaliação inicial da aderência do navio ao volume previsto para embarque e se as necessidades / restrições operacionais são atendidas. Os cálculos para verificação de viabilidade da embarcação eram feitos de forma manual utilizando papel, caneta e calculadora. Após análise e com a certeza de que todo o material terá condições de ser transportado nessa embarcação, é consolidado o aceite.

Então, o planejador inicia a confecção do plano de estivagem que antes era calculado no papel milimetrado (A3). Posteriormente passaram a utilizar ferramentas digitais como excel e AutoCAD e impresso em A4 para acompanhamento a bordo dos navios. Porém, esses softwares não foram construídos para essa aplicação e mesmo auxiliando no processo, ainda era despendido muito tempo, em média 5h para fazer o plano de cada navio.

Durante a operação existem várias situações que tornam necessárias a realização de ajustes no plano de estivagem, seja por necessidade operacional ou por solicitação do comandante. Nesses momentos o responsável da ArcelorMittal precisava se deslocar do navio ao escritório para efetuar os ajustes de forma manual e direto no papel, perdendo muito tempo e por diversas vezes deixando a operação parada e atrasando o embarque do navio.

A necessidade de aumentar a produtividade, ser mais eficiente no planejamento, reduzir tempo de paralisação no embarque e diminuir custo (equipamentos, pessoas e demurrage), foram fatores motivadores para o desenvolvimento do App estivagem.

Algoritmo de Otimização:

O primeiro passo para a construção do App estivagem (ferramenta destinada a confecção do plano de estivagem otimizado e automatizado) foi a compilação de toda a inteligência de negócio adquirida ao longo de anos de operação. Através desses dados, foi possível identificar as regras e restrições que a ferramenta desenvolvida precisaria obedecer para executar um planejamento adequado. Entre essas regras e restrições, destacam-se:

• Respeitar a capacidade máxima da empilhadeira;

• Respeitar a metragem mínima necessária para operar a empilhadeira;

• Respeitar a quantidade máxima de camadas;

• Respeitar a resistência do piso do navio;

• Não permitir 'buracos' grandes no piso do porão;

• Reduzir a troca de placas dentro de uma área;

• Reduzir a quantidade de madeira necessária para operação;

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Outra regra importante é levar em consideração as amuras do porão, tanto nas laterais, quanto na vante e na ré. Para um planejamento otimizado é importante aproveitar o espaço adicional a partir da abertura proporcionada pelas amuras. Ou seja, à medida que aumenta o número de camadas, aumenta a área disponível para embarque.

A partir desse ponto, foi desenvolvido um algoritmo de otimização combinatória que faz uso da metaheuristica Simulated Annealing, conhecida por sua eficácia na resolução de problemas complexos. Inicialmente, o plano era exportado em formato Excel e passava por uma validação realizada por especialistas. Essa validação retroalimentava o algoritmo, aprimorando sua capacidade de criar planos e tornando-o mais preciso.

Prototipação, Validação e Envolvimento da Área:

Com o algoritmo de otimização validado, deu-se início a fase de prototipação da ferramenta. Com a ajuda de uma equipe de UI/UX foi criado um protótipo de alta fidelidade, navegável e com o mapeamento das funcionalidades necessárias para exibição do plano realizado pelo algoritmo. Além dos dados do algoritmo, foram agregadas outras funcionalidades com o intuito de gerar valor, entre elas:

• Painel de acompanhamento da estadia;

• Book de informações do navio;

• Possibilidade de alteração de um plano manualmente;

• Acompanhamento do andamento de cada porão;

• Histórico de acontecimentos da estadia

Construção:

Com o protótipo validado e com o feedback positivo dos usuários chaves, deu-se início a construção do “App Estivagem”. Utilizando a metodologia Scrum [2] foram realizadas 9 sprints no período de 4 meses. A cada iteração, entregas de valor eram realizadas para a equipe de negócio.  

Nas primeiras sprints realizadas foram construídas atividades de suporte, como o cadastro porão, onde foi necessário coletar informações de largura, comprimento, inclinação da amura (lateral, popa, proa), altura, fator de resistência do piso etc. Já nas últimas sprints foram construídas a conexão com o algoritmo de otimização e a visualização do plano de embarque.

Principais Funcionalidades:

Abaixo segue uma visão das principais funcionalidades do App estivagem. É apresentada uma visão geral da estadia, permitindo acompanhar o progresso de cada porão, os indicadores de volume planejado e embarcado, produtividade da equipe, estimativa de término etc.

Uma visão detalhada da organização do porão também foi criada. Esses dados são disponibilizados para os profissionais em campo por meio de Tablet’s. É possível ter em mãos para acompanhamento e tomada de decisão todas as informações relacionadas ao carregamento do porão em questão: organização das placas, dimensão de cada uma, navegar entre as diversas camadas, kpi’s, resumo da sequência dos produtos a embarcar, buracos nas camadas etc.

A funcionalidade de edição de um plano de estivagem. Nela tem-se a possibilidade de aumentar ou diminuir o número de ‘fileiras’ de placas nas áreas 1 e 2. Também é possível controlar o número de camadas e qual placa será utilizada em cada uma das 3 áreas.  

Essa funcionalidade permitiu aos técnicos de bordo fazerem alterações no plano de estivagem de forma instantânea quando solicitados pelo comandante do navio. Usando o tablet ele realiza as alterações e já exibe ao comandante. AutomaticamenteS o restante dos usuários recebem as novas informações. Caso uma alteração impacte em outro porão, esse por sua vez será recalculado.

Resultado:

Dentre os ganhos observados podemos apontar a redução significativa no tempo de confecção do plano de carga, anteriormente era feito através do Excel e AutoCAD gastando em média 5h por navio. No novo formato o plano é feito pela inteligência presente no app estivagem e demora aproximadamente 15 min para gerar o resultado.

Em conformidade com o mencionado acima, a inteligência consegue avaliar uma quantidade de cenários infinitamente superior a capacidade humana, otimizando os espaços e trazendo mais eficiência para nossas operações. A quantidade de navios de placas operados anualmente pela Arcelormittal no TPS que têm a possibilidade de utilizar a ferramenta é em média  

Ter as informações digitalizadas possibilitou uma melhora no acompanhamento e gestão dessas embarcações além de criar um histórico de estadias de navios que é aproveitado em caso de recorrência do navio e as lições aprendidas são multiplicadas para o futuro.  

Outro benefício percebido foi a agilidade em atender as soluções externas de comandantes e supercargos para alteração do plano de estivagem. Esse processo que antes poderia gerar pausas na operação e deslocamento do colaborador ao escritório, agora pode ser feito direto no navio via tablet e muito mais rápido, pois o algoritmo quem replaneja tudo.

Podemos citar também ganhos de redução com emissão de papel, provenientes da digitalização do plano de estivagem, além de democratizar a informação com todo o time, pois antes estava apenas no papel de apenas um colaborador, agora os dados estão no sistema possibilitando o acesso por mais envolvidos.

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