A evolução tecnológica e a digitalização possibilitam a comercialização de produtos através de múltiplos canais e plataformas de forma integrada, propiciando a gestão de varejo omnichannel. esse processo contínuo de integração das tecnologias digitais/virtuais aos processos gerenciais físicos dos diversos canais influencia na interação das organizações com os clientes. o comportamento de consumo dos clientes é influenciado em decorrência do aumento da conveniência, tornando, contudo, a gestão operacional das cadeias de suprimentos do varejo mais complexa. para a gestão da cadeia de suprimentos de varejo omni-channel a complexidade reside na incerteza, oscilações no volume de vendas e incompatibilidade entre oferta e demanda. para lidar com essa complexidade é necessária a adoção de abordagens inovadoras relacionadas a tecnologias de informação e métodos de decisão inteligentes, destacados pela indústria 4.0. no entanto, ainda faltam pesquisas sobre a conexão entre os mundos digital e real, principalmente quando se trata de cadeias de suprimentos de varejo omni-channel, que se baseiam na integração de fluxos e atividades multicanais para melhor atender ao consumidor. neste contexto, esta pesquisa tem como objetivo propor uma abordagem preditiva e adaptativa para a gestão operacional combinando aprendizado de máquina para minimizar a incerteza, e otimização baseada em simulação para lidar com a sincronização entre oferta e demanda, aplicada à cadeia de suprimentos do varejo omni-channel. para isso foram identificados os métodos de aprendizado de máquina, de simulação e de otimização aplicados à cadeia de suprimentos e a indústria 4.0 com o intuito de apoiar a escolha do método de redes neurais e da otimização baseada em simulação por meio do algoritmo genético. o método de redes neurais e a otimização baseada em simulação foram analisados por meio de aplicação de um caso teste, visando identificar a aplicabilidade do método levantado na literatura, na gestão operacional da cadeia de suprimentos varejista omni-channel. em seguida, a abordagem preditiva e adaptativa é aplicada a uma empresa varejista brasileira e como resultado um modelo de gerenciamento operacional de demanda e suprimentos é proposto para a cadeia de suprimentos varejista omnichannel. os resultados da aplicação do modelo evidenciaram uma redução dos custos da cadeia de suprimentos, do tempo de entrega dos produtos e da quantidade de pedidos provenientes da incompatibilidade de oferta-demanda. dessa forma, a tese possibilitou a redução das incertezas proveniente da previsão de demanda, redução da falta de produtos na cadeia, e consequentemente um melhor gerenciamento da distribuição da cadeia de suprimentos.