Otimização de modelos não lineares na nutrição de precisão para frangos de corte

Um dos maiores desafios encontrados na nutrição de aves de corte atualmente, é determinar com precisão quais os níveis de energia ideais para compor a dieta das distintas fases de crescimento. Sabe-se que do custo total de uma ração a energia representa cerca de 50%, e que devemos considerar seus níveis na dieta para inclusão de todos os nutrientes. Neste trabalho serão apresentadas ferramentas computacionais e métodos aplicados com objetivo de otimizar as respostas para teores energéticos de dietas para frangos de corte. Para isso, foram realizados dois experimentos com total de 1120 frangos de corte (experimento I, 560 machos e experimento II, 560 fêmeas) da mesma linhagem comercial (Cobb 500), no período de 1 a 56 dias de idade, os quais receberam 4 dietas com diferentes densidades nutricionais. O objetivo dos experimentos foi gerar dados para definir as equações de superfície de resposta que servem como base de modelagem, a ser aplicado para programação não linear. As rações formuladas pelo programa prático de formulação de ração (PPFR), atende as exigências nutricionais dos frangos de corte e os requisitos de cada fase de crescimento mantendo a relação entre energia e nutrientes e visando o lucro máximo, uma vez que considera a cotação do preço pago pelo kg do frango e o custo de cada ingrediente da ração, baseando-se nos exemplos de exigências das tabelas brasileiras para aves e suínos.

One of the biggest challenges in broiler nutrition today is to accurately determine the optimal energy levels to compose the diet of the distinct growth stages. It is known that from the total cost of a feed, energy represents about 50%, and that its contents in the diet must be considered when including all the nutrients. In this work will be presented computational tools and methods applied with the objective of optimizing responses to energy contents of diets for broilers. For this, two experiments were carried out with a total of 1120 broilers (experiment I, 560 males and experiment II, 560 females) of the same commercial strain (Cobb 500), in the period from 1 to 56 days of age, which received 4 diets with different nutritional densities. The objective of the experiments was to generate data to define the equations of the response surfaces as a modeling base, to be applied for nonlinear programming. The rations formulated by the practical program for feed formulation (PPFR), meet the nutritional requirements of broiler chickens and the requirements of each growth phase, maintaining the relation between energy and nutrients, aiming for maximum profit, since it considers the price paid per kg of live chicken and the cost of each feed ingredient, based on the sample requirements of the Brazilian tables for poultry and swines.

Formulação de rações para frangos de corte com o uso da programação linear e não linear

O objetivo deste estudo foi avaliar o efeito de formulações de rações para frangos de corte utilizando programação linear e não linear sobre desempenho, características de carcaça e aspectos econômicos. Um mil e oitenta machos da linhagem Cobb 500, com um dia de idade, foram distribuídos em delineamento em blocos casualizados, com seis tratamentos e seis repetições de 30 aves cada. Os tratamentos foram: 1) ração formulada por programação linear com exigência nutricional das Tabelas Brasileiras para Aves e Suínos; 2) ração formulada por programação linear com exigência nutricional do Manual de Manejo Cobb; 3) ração formulada por programação linear com exigência nutricional de modelos matemáticos; 4) ração formulada por programação não linear em cenário normal de mercado; 5) ração formulada por programação não linear em cenário favorável de mercado; e 6) ração formulada por programação não linear em cenário desfavorável de mercado. Considerou-se cenário de mercado normal os valores do milho, do farelo de soja e do preço pago pelo kg de frango vivo em 26/03/2015, para o interior do Estado de São Paulo. Para o cenário favorável, os valores dos ingredientes baixaram 10% e o preço pago pelo kg de frango vivo subiu 10% e, para o cenário desfavorável, ocorreu o inverso. Foram avaliadas as características de desempenho e econômicas aos 21 e 42 dias de idade e também as características de carcaça aos 42 dias. Os dados foram submetidos à análise de variância e, em caso de significância (P<0,05), aplicou-se o teste de Scott-Knott (5%). Os melhores resultados de desempenho e de características de carcaça foram associados aos tratamentos oriundos da programação linear, cujas concentrações de nutrientes foram mais elevadas, dos quais proteína bruta, aminoácidos e fósforo disponível são determinantes do desempenho superior de frangos de corte. Os tratamentos oriundos da programação não linear geraram melhores resultados econômicos, principalmente no cenário de mercado favorável, que apontou o menor custo para produção de 1 kg de peso corporal e maior lucro. Conclui-se que a formulação de ração com o uso da programação não linear, embora não maximize o desempenho, possibilita a obtenção de rações que otimizam o lucro. Palavras-chave:

The aim of this study was to evaluate the effect of feed formulations for broilers using linear and nonlinear programming on performance, carcass characteristics and economic aspects. One thousand and eighty, one-day-old male broilers, Cobb 500 strain, were distributed in a randomized block design, with six treatments and six replicates of 30 birds each. The treatments were: 1) feed formulated by linear programming with nutritional requirement of the Brazilian Tables for Poultry and Swine; 2) feed formulated by linear programming with nutritional requirement of Management Cobb Manual; 3) feed formulated by linear programming with nutritional requirement of mathematical models; 4) feed formulated by nonlinear programming on normal market scenario; 5) feed formulated by nonlinear programming on favorable market scenario; and 6) feed formulated by nonlinear programming on unfavorable market scenario. In the normal market scenario values of corn, soybean meal and the price paid for kg of live broiler were that practiced on March 26, 2015, for the state of São Paulo. To the favorable scenario, the values of the ingredients decreased 10% and the price paid for kg of live broiler increased by 10% and, for the unfavorable scenario, the opposite happened. The performance and economic characteristics at 21 and 42 days, and carcass characteristics at 42 days were evaluated. Data were submitted to analysis of variance and, in case of significance (P<0.05), the Scott-Knott test (5%) were applied. Best performance and carcass characteristics results were associated with treatments derived from linear programming, whose nutrient concentrations were higher, of which crude protein, amino acids and available phosphorus are determining the superior performance of broilers. Treatments arising from the non-linear programming generated better economic results, especially in the favorable market scenario, which showed the lowest cost to produce 1 kg of body weight and higher profit. It was concluded that feed formulation using non-linear programming, even though does not maximize performance, allows to feed formulation that optimize profit.

Modelos de ajuda à decisão para a definição da época de semeadura e do padrão tecnológico da cultura do trigo

The present work is aimed at analyzing the efficiency of decision support models which are based on mathematical programming to help with the choice of the adequate period for sowing, as well as, the technological pattern (high, medium and low yield) to the cultivation of wheat in relation to the losses which can be caused by frost, giberella, hail and excessive rain during the harvest season. The economical results were defined from data gathered in a group of 27 production units in Ijuí and surroundings. The levels and probabilities of the losses were estimated through review of specialized literature, also considering the experience of farmers and technicians of the region. It was suggested that the model which provided more support for the decision taking was the maximization model of gross margin restricted to reaching a determined economical result in a pre-established probability.

O objetivo do trabalho foi analisar a capacidade de modelos de ajuda à decisão baseados na programação matemática para subsidiar a escolha da época de semeadura e do padrão tecnológico (alto, médio e baixo rendimento) para a cultura do trigo em função das perdas que podem ser provocadas por geada, giberela, granizo e excesso de chuva na colheita. Os resultados econômicos da cultura foram definidos a partir dos dados de um grupo de 27 unidades de produção da região de Ijuí. Os níveis e as probabilidades das perdas foram estimados por meio de uma revisão da literatura especializada, tendo sido também levada em consideração a experiência dos agricultores e de técnicos da região. Foi concluído que o modelo de maximização da margem bruta sob a restrição de atingir certo resultado econômico a uma probabilidade pré-fixada foi o que proporcionou mais subsídios para a tomada de decisão.

Modelos de ajuda à decisão para a definição da época de semeadura e do padrão tecnológico da cultura do trigo

The present work is aimed at analyzing the efficiency of decision support models which are based on mathematical programming to help with the choice of the adequate period for sowing, as well as, the technological pattern (high, medium and low yield) to the cultivation of wheat in relation to the losses which can be caused by frost, giberella, hail and excessive rain during the harvest season. The economical results were defined from data gathered in a group of 27 production units in Ijuí and surroundings. The levels and probabilities of the losses were estimated through review of specialized literature, also considering the experience of farmers and technicians of the region. It was suggested that the model which provided more support for the decision taking was the maximization model of gross margin restricted to reaching a determined economical result in a pre-established probability.

O objetivo do trabalho foi analisar a capacidade de modelos de ajuda à decisão baseados na programação matemática para subsidiar a escolha da época de semeadura e do padrão tecnológico (alto, médio e baixo rendimento) para a cultura do trigo em função das perdas que podem ser provocadas por geada, giberela, granizo e excesso de chuva na colheita. Os resultados econômicos da cultura foram definidos a partir dos dados de um grupo de 27 unidades de produção da região de Ijuí. Os níveis e as probabilidades das perdas foram estimados por meio de uma revisão da literatura especializada, tendo sido também levada em consideração a experiência dos agricultores e de técnicos da região. Foi concluído que o modelo de maximização da margem bruta sob a restrição de atingir certo resultado econômico a uma probabilidade pré-fixada foi o que proporcionou mais subsídios para a tomada de decisão.

Modelos de ajuda à decisão para a definição da época de semeadura e do padrão tecnológico da cultura do trigo

The present work is aimed at analyzing the efficiency of decision support models which are based on mathematical programming to help with the choice of the adequate period for sowing, as well as, the technological pattern (high, medium and low yield) to the cultivation of wheat in relation to the losses which can be caused by frost, giberella, hail and excessive rain during the harvest season. The economical results were defined from data gathered in a group of 27 production units in Ijuí and surroundings. The levels and probabilities of the losses were estimated through review of specialized literature, also considering the experience of farmers and technicians of the region. It was suggested that the model which provided more support for the decision taking was the maximization model of gross margin restricted to reaching a determined economical result in a pre-established probability.

O objetivo do trabalho foi analisar a capacidade de modelos de ajuda à decisão baseados na programação matemática para subsidiar a escolha da época de semeadura e do padrão tecnológico (alto, médio e baixo rendimento) para a cultura do trigo em função das perdas que podem ser provocadas por geada, giberela, granizo e excesso de chuva na colheita. Os resultados econômicos da cultura foram definidos a partir dos dados de um grupo de 27 unidades de produção da região de Ijuí. Os níveis e as probabilidades das perdas foram estimados por meio de uma revisão da literatura especializada, tendo sido também levada em consideração a experiência dos agricultores e de técnicos da região. Foi concluído que o modelo de maximização da margem bruta sob a restrição de atingir certo resultado econômico a uma probabilidade pré-fixada foi o que proporcionou mais subsídios para a tomada de decisão.

Uso da programação linear como ferramenta pedagógica e gerencial na produção agropecuária: o caso da Escola-fazenda Canuanã / Use of operational research in management and teaching in farming systems: the case of Canuanã farm-school

O gerenciamento de uma escola-fazenda é atividade complexa, exigindo profissionais qualificados e ferramentas de apoio para tomada de decisão. O desafio é selecionar atividades agropecuárias que otimizem os recursos disponíveis. Nesse contexto, o objetivo deste estudo é desenvolver um modelo matemático para uma escola-fazenda aplicando a técnica de Programação Linear para identificar a combinação ótima de atividades agrícolas, pecuárias e agroindustriais de modo a atender a um mínimo custo - a demanda de alimentos da população que reside no local e possibilitar a realização de práticas pedagógicas. O modelo tem aplicação na Escola de Canuanã da Fundação Bradesco, localizada em uma área de 2.549,07 hectares, no município de Formoso do Araguaia, Tocantins. Na comunidade residem 1.173 pessoas, sendo 909 alunos que estudam em regime de internato. Os alunos do Ensino Médio fazem o Curso Técnico em Agropecuária de forma concomitante e para isso a escola-fazenda precisa proporcionar um ambiente de aprendizagem com diversidade de culturas vegetais, criação de animais e produção agroindustrial. A estruturação do modelo foi realizada paralelamente a um programa de formação técnica pedagógica para gestores e professores com encontros presenciais e videoconferências. [...] Conclui-se que o modelo proposto é uma ferramenta de apoio à decisão com potencial para contribuir na gestão organizacional, na formação de técnicos e docentes em modelagem matemática e na elaboração de métodos para as práticas pedagógicas contribuindo com o processo de ensino-aprendizagem

Management of farm-school is a complex activity requiring skilled professionals and support tools for decision making. The challenge lies in selecting agricultural activities to optimize available resources. In this context, the objective of this study is to develop a mathematical model for a farm-school using Linear Programming to identify the optimal combination of agricultural, livestock and food processing activities to provide food for the local population and to allow practical lessons. The model has application at the Canuanã School of Bradesco Foundation in area of 2,549.07 in Formoso do Araguaia, Tocantins state. There are 1173 inhabitants, of which 909 are studying in a boarding. The high school students are studying Agricultural Technician and the farmschool must provide a learning environment with a diversity of crops, livestock and food processing production. The model formulation was performed alongside a technical training program for managers and teachers with meetings and videoconferences. [...] It is concluded that the proposed model is a decision support tool with the potential to contribute in organizational management, training of technicians and teachers in mathematical modeling and developing methods for teaching practices contributing to the process of teaching and learning

Uso da programação linear como ferramenta pedagógica e gerencial na produção agropecuária: o caso da Escola-fazenda Canuanã / Use of operational research in management and teaching in farming systems: the case of Canuanã farm-school

O gerenciamento de uma escola-fazenda é atividade complexa, exigindo profissionais qualificados e ferramentas de apoio para tomada de decisão. O desafio é selecionar atividades agropecuárias que otimizem os recursos disponíveis. Nesse contexto, o objetivo deste estudo é desenvolver um modelo matemático para uma escola-fazenda aplicando a técnica de Programação Linear para identificar a combinação ótima de atividades agrícolas, pecuárias e agroindustriais de modo a atender a um mínimo custo - a demanda de alimentos da população que reside no local e possibilitar a realização de práticas pedagógicas. O modelo tem aplicação na Escola de Canuanã da Fundação Bradesco, localizada em uma área de 2.549,07 hectares, no município de Formoso do Araguaia, Tocantins. Na comunidade residem 1.173 pessoas, sendo 909 alunos que estudam em regime de internato. Os alunos do Ensino Médio fazem o Curso Técnico em Agropecuária de forma concomitante e para isso a escola-fazenda precisa proporcionar um ambiente de aprendizagem com diversidade de culturas vegetais, criação de animais e produção agroindustrial. A estruturação do modelo foi realizada paralelamente a um programa de formação técnica pedagógica para gestores e professores com encontros presenciais e videoconferências. [...] Conclui-se que o modelo proposto é uma ferramenta de apoio à decisão com potencial para contribuir na gestão organizacional, na formação de técnicos e docentes em modelagem matemática e na elaboração de métodos para as práticas pedagógicas contribuindo com o processo de ensino-aprendizagem (AU)

Management of farm-school is a complex activity requiring skilled professionals and support tools for decision making. The challenge lies in selecting agricultural activities to optimize available resources. In this context, the objective of this study is to develop a mathematical model for a farm-school using Linear Programming to identify the optimal combination of agricultural, livestock and food processing activities to provide food for the local population and to allow practical lessons. The model has application at the Canuanã School of Bradesco Foundation in area of 2,549.07 in Formoso do Araguaia, Tocantins state. There are 1173 inhabitants, of which 909 are studying in a boarding. The high school students are studying Agricultural Technician and the farmschool must provide a learning environment with a diversity of crops, livestock and food processing production. The model formulation was performed alongside a technical training program for managers and teachers with meetings and videoconferences. [...] It is concluded that the proposed model is a decision support tool with the potential to contribute in organizational management, training of technicians and teachers in mathematical modeling and developing methods for teaching practices contributing to the process of teaching and learning (AU)

Otimização sob incerteza de sistemas de produção: interação lavoura-pecuária, com enfase em bovinocultura de leite

In the farm systems modeling, the possibility of combining the pastures freely for the composition of the feeding system hinders the probabilistic evaluation of the dairy production. In this work an optimization model with a non-probabilistic approach of the uncertainty is proposed that permits to handle this problem. The application of the model for the analysis of a unit of agricultural production indicated that a decrease of the cultures of commercial grains with the constitution of pastures reserve could be an interesting strategy to minimize the economic losses if the physical revenue of the forage diminishes. Besides, because the non-statistical uncertainty modeling and the formulation of scenarios that represent technical and economic conditions that could be discussed easily with the farmer, the approach used in this work can be an useful procedure in the planning of farm systems under uncertainty.

Na modelagem de sistema de produção agropecuária, a possibilidade de combinar livremente as pastagens para a composição do sistema de alimentação dificulta a avaliação em termos probabilísticos da bovinocultura de leite. Neste trabalho, propõe-se um modelo de otimização que, utilizando uma abordagem não probabilista da incerteza, permite contornar este problema. A aplicação do modelo para a análise de uma unidade de produção agropecuária indicou que uma diminuição das culturas de grãos comerciais com a constituição de reservas de pastagens pode se constituir em uma estratégia interessante para minimizar as perdas econômicas em caso de queda de rendimento físico das forrageiras. Além disto, pelo fato de dispensar pressupostos estatísticos e basear-se em cenários que representam condições técnicas e econômicas que puderam ser facilmente discutidas com o agricultor, concluiu-se que a abordagem utilizada neste trabalho pode se constituir em um procedimento útil no planejamento de sistemas de produção sob incerteza.

PROCAPRI ? Programa de gerenciamento de rebanhos caprinos: atualização e aprimoramento

Os objetivos deste trabalho foram atualizar o programa de gerenciamento produtivo de rebanhos caprinos - PROCAPRI, e com os dados produtivos de leite do usuários do PROCAPRI, coletados entre 1994 e 2005, avaliou-se a melhor função matemática que represente os dados produtivos e definiu-se fatores de correção para idade a fim de estimar a produção aos 305 dias para cabras leiteiras. Para atualizar o programa foi utilizado a linguagem de programação em PHP e o gerenciador de banco de dados MYSQL, que são ferramentas de desenvolvimento dinâmico na web. O PROCAPRI foi atualizado de forma a interagir rápido e fácil com o usuário, ficando disponível pelo site (www3.fcav.unesp.br/procapri), onde é acessado o sistema. Foram testadas cinco equações matemáticas a fim de predizer a produção leiteira aos 305 dias. Ambas as equações, Função Gama Incompeta e Função Polinomial Inversa, representam os dados dos usuários do PROCAPRI, uma vez que os R²a foram respectivamente, 85,82% e 85,87%, e a Função gama Incompleta quem forneceu os melhores fatores de correção

The objectives of this study was to update the program of productive management of goat - PROCAPRI, and with the productive milk data, collected between 1994 and 2005 between the users of the PROCAPRI, evaluated the best mathematical function that represents the productive data and defined factors of correction for age to estimate the production to the 305 days for milk goats. To update the program it was used the programming language in PHP and the gerenciador of data base MYSQL, that is tools of dynamic development in web. The PROCAPRI was updated to interact fast and easy with the user, being available to access from the site (www3.fcav.unesp.br/procapri). Five mathematical equation had been tested to predict the milk production to the 305 days. The equation that best represents the data of users of PROCAPRI after the consistency of data was the Polynomial Inverse Function, with a R ²a = 85.87%, and graphics consistent with the expected of a lactation curve equation and the factors that provided the best of correction was the Gamma Incomplete Function, with R²a=85.82%, where it obtained the minor deviations in relation to total production observed

Otimização sob incerteza de sistemas de produção: interação lavoura-pecuária, com enfase em bovinocultura de leite

In the farm systems modeling, the possibility of combining the pastures freely for the composition of the feeding system hinders the probabilistic evaluation of the dairy production. In this work an optimization model with a non-probabilistic approach of the uncertainty is proposed that permits to handle this problem. The application of the model for the analysis of a unit of agricultural production indicated that a decrease of the cultures of commercial grains with the constitution of pastures reserve could be an interesting strategy to minimize the economic losses if the physical revenue of the forage diminishes. Besides, because the non-statistical uncertainty modeling and the formulation of scenarios that represent technical and economic conditions that could be discussed easily with the farmer, the approach used in this work can be an useful procedure in the planning of farm systems under uncertainty.

Na modelagem de sistema de produção agropecuária, a possibilidade de combinar livremente as pastagens para a composição do sistema de alimentação dificulta a avaliação em termos probabilísticos da bovinocultura de leite. Neste trabalho, propõe-se um modelo de otimização que, utilizando uma abordagem não probabilista da incerteza, permite contornar este problema. A aplicação do modelo para a análise de uma unidade de produção agropecuária indicou que uma diminuição das culturas de grãos comerciais com a constituição de reservas de pastagens pode se constituir em uma estratégia interessante para minimizar as perdas econômicas em caso de queda de rendimento físico das forrageiras. Além disto, pelo fato de dispensar pressupostos estatísticos e basear-se em cenários que representam condições técnicas e econômicas que puderam ser facilmente discutidas com o agricultor, concluiu-se que a abordagem utilizada neste trabalho pode se constituir em um procedimento útil no planejamento de sistemas de produção sob incerteza.

Períodos ótimos de comercialização do boi gordo no paraná

A pecuária de corte tem grande relevância para a economia do Estado do Paraná. Além de ser a segunda maior atividade agropecuária, ela ocupa a atividade de milhares de propriedades. O Estado apresenta grande diversidade de produção, sendo que ao Norte predomina uma produção tecnificada enquanto que ao Sul os processos produtivos são mais convencionais. O presente trabalho buscou determinar períodos ótimos de comercialização de gado de corte no período 2000-2010, utilizando programação quadrática simulada no aplicativo GAMS. A pesquisa operacional é o ramo das ciências exatas preocupado em modelar os problemas reais de uma forma matemática, onde essa expressão numérica possa representar da melhor forma possível a situação analisada. A atividade agroindustrial envolve todos os ramos da cadeia produtiva, da produção até os consumidores finais. Dessa forma a pesquisa operacional tem a contribuir com essa atividade, pois cada elo do sistema pode ser desmembrado de uma forma numérica e modelizado. No primeiro capítulo foi realizada uma revisão buscando caracterizar e evidenciar o panorama atual da pecuária de corte no Paraná. Dentro desse contexto foi verificado que existem várias potencialidades que podem ser incrementadas, como por exemplo a melhoria da produção primária e a adequação às exigências do mercado exterior. No segundo capítulo foi feita uma revisão de literatura em busca dessas formas matemáticas de resolução de problemas envolvendo o sistema agroindustrial. Foi constatado que existem diferentes formas de se resolver os problemas, cada elo com suas particularidades e características específicas de resolução. O produtor rural se depara com uma situação de concorrência perfeita, onde o máximo lucro é obtido com a negociação pelo melhor preço. Tal preço não é constante ao longo do ano, sendo formado pelas forças que atuam na oferta e demanda e demais fatores que variam ao longo dos anos. É sabido que para se auferir maiores preços, é necessário estar disposto a sofrer maiores variações de preço e assim soma-se a expectativa de risco assumido com essa decisão. Ou seja, para vender a preços maiores o produtor deverá aceitar um risco maior para tal, ou no caso daqueles produtores que não aceitam tal risco de mercado, espera-se preços menores e mais estáveis. No terceiro capítulo foi desenvolvido um modelo de programação quadrática aplicada aos preços da arroba do boi gordo no Paraná, onde o risco de mercado associado do produtor foi parametrizado formando portfólios de comercialização. Foi constatado que o produtor avesso ao risco deverá optar por estratégias diversificadas de vendas, enquanto que produtores indiferentes ao risco tendem a concentrar a comercialização