Contribuições para um problema de empacotamento em um veículo multicompartimentado

• Ano de defesa: 2014
• Autor(a) principal: Rodolfo Ranck Júnior
• Orientador(a): Horacio Hideki Yanasse, Reinaldo Morabito Neto
• Banca de defesa: Luiz Antonio Nogueira Lorena, Flávio Keidi Miyazawa, Antônio Carlos Moretti, Nei Yoshihiro Soma
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação do INPE em Computação Aplicada
• País: BR
• Resumo em Inglês: This thesis addresses a three-dimensional packing problem where various types of boxes should be loaded in a multi-compartment container to be delivered in different destinations of a predefined route. The boxes can be packed without following a specific pattern and/or in horizontal layers separated by divider sheets. The following constraints are considered: orientation of the boxes, load stability, load bearing of the boxes and container balancing. The aim is to search for a feasible packing along the container route that reduces the additional handling of the cargo. Initially, the problem is formulated as a mixed linear programming model. Due to the difficulty in solving this model using an exact approach, even for very limited instances in size, we present an heuristic based on the a \emph{priori} generation of horizontal layers and on the resolution of simplified mathematical models. It is also proposed a variant of this heuristic that attempts to accelerate the search by generating a good starting solution for the problem. In the conducted computational experiments, the proposed solution methods are evaluated using a wide variety of instances generated from real data obtained from a beverage industry. The experiments show that the proposed method can find good solutions for instances with a few thousand boxes and dozens of destinations using affordable computational resources.
• Link de acesso: http://urlib.net/sid.inpe.br/mtc-m21b/2014/05.12.18.23

Nesta tese, aborda-se um problema de empacotamento tridimensional em que vários tipos de caixas devem ser carregados em um contêiner multicompartimentado, para serem entregues em destinos diferentes de uma rota pré-definida. As caixas podem ser empacotadas sem obedecer a um padrão específico e/ou em camadas horizontais separadas por divisórias. As seguintes restrições são consideradas: orientação das caixas, estabilidade do carregamento, resistência a empilhamento das caixas e balanceamento de peso no contêiner. Busca-se um empacotamento viável ao longo da rota do contêiner que reduza o remanejamento da carga. Inicialmente, formula-se o problema como um modelo de programação linear inteira mista. Devido à dificuldade em resolver este modelo de maneira exata, mesmo para exemplares bastante limitados em tamanho, apresenta-se uma heurística baseada na geração a \emph{priori} de camadas horizontais e na resolução de formulações matemáticas simplificadas do problema. É proposta também uma variante desta heurística que tenta acelerar a busca gerando uma boa solução inicial para o problema. Nos experimentos computacionais conduzidos, os métodos de solução propostos são avaliados com uma ampla diversidade de exemplares gerados a partir de dados reais obtidos de uma indústria de bebidas. Os experimentos comprovam que os métodos propostos podem encontrar boas soluções para exemplares com alguns milhares de caixas e com dezenas de destinos usando recursos computacionais acessíveis.