Problema de roteirização de veículos com frota heterogênea fixa, janelas de tempo, entregas fracionadas e limitações de acesso.

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2023
Autor(a) principal: Quinhones Furtunato de Souza Dutra
Orientador(a): Debora Pretti Ronconi
Banca de defesa: Patrícia Belfiore Fávero, Kelly Cristina Poldi
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade de São Paulo
Programa de Pós-Graduação: Engenharia (Engenharia de Produção)
Departamento: Não Informado pela instituição
País: BR
Link de acesso: https://doi.org/10.11606/D.3.2023.tde-21092023-090844
Resumo: Diariamente empresas realizam enormes quantidades de viagens através do modal rodoviário, tornando impraticável a execução manual de um planejamento da distribuição eficiente. Nesse sentido, o roteamento de veículos encontra vasta área de pesquisa na literatura, mas ainda oferece oportunidade para contribuições e estudos dadas sua importância, relevância em termos de custo e a elevada complexidade da execução. Alinhado a essa tendência, este trabalho tem por objetivo estudar o roteamento de veículos em uma rede de distribuição de uma empresa cimenteira utilizando técnicas de otimização discreta. O problema considerado apresenta frota heterogênea fixa, janelas de tempo, entregas fracionadas e limitações de acesso para as entregas aos clientes. Para resolução desse problema inicialmente foi desenvolvido um modelo de programação linear inteira mista, executado no software CPLEX e validado em instâncias reais. As instâncias executadas no modelo matemático apresentam, em média, redução de 24% no custo de transporte quando comparado a operação real. À medida em que se aumenta consideravelmente a quantidade de clientes nas instâncias, o software CPLEX utilizando o modelo de programação linear inteira mista não consegue fornecer soluções de qualidade em tempo computacional razoável. Para contornar esse fato, em um segundo momento, utilizou-se de técnicas heurísticas para a resolução do problema, buscando encontrar boas soluções em tempo computacional aceitável. A heurística de inserção sequencial proposta forneceu boas soluções em curto espaço de tempo para todas as instâncias que foram executadas no modelo matemático. Adicionalmente, foram testadas instâncias de maior porte, com resultados também satisfatórios.
id USP_c201d2623b53252ee28a29833066f970
oai_identifier_str oai:teses.usp.br:tde-21092023-090844
network_acronym_str USP
network_name_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
repository_id_str
spelling info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesis Problema de roteirização de veículos com frota heterogênea fixa, janelas de tempo, entregas fracionadas e limitações de acesso. Vehicle routing poblem with heterogeneous fixed fleet, time windows, split deliveries and site-dependent. 2023-08-14Debora Pretti RonconiLeonardo JunqueiraPatrícia Belfiore FáveroKelly Cristina PoldiQuinhones Furtunato de Souza DutraUniversidade de São PauloEngenharia (Engenharia de Produção)USPBR Algoritmos de otimização Heterogeneous fleet Heuristics Logística Mixed integer linear programming Roteirização de veículos Site-dependent Split deliveries Time Windows Vehicle routing problem Diariamente empresas realizam enormes quantidades de viagens através do modal rodoviário, tornando impraticável a execução manual de um planejamento da distribuição eficiente. Nesse sentido, o roteamento de veículos encontra vasta área de pesquisa na literatura, mas ainda oferece oportunidade para contribuições e estudos dadas sua importância, relevância em termos de custo e a elevada complexidade da execução. Alinhado a essa tendência, este trabalho tem por objetivo estudar o roteamento de veículos em uma rede de distribuição de uma empresa cimenteira utilizando técnicas de otimização discreta. O problema considerado apresenta frota heterogênea fixa, janelas de tempo, entregas fracionadas e limitações de acesso para as entregas aos clientes. Para resolução desse problema inicialmente foi desenvolvido um modelo de programação linear inteira mista, executado no software CPLEX e validado em instâncias reais. As instâncias executadas no modelo matemático apresentam, em média, redução de 24% no custo de transporte quando comparado a operação real. À medida em que se aumenta consideravelmente a quantidade de clientes nas instâncias, o software CPLEX utilizando o modelo de programação linear inteira mista não consegue fornecer soluções de qualidade em tempo computacional razoável. Para contornar esse fato, em um segundo momento, utilizou-se de técnicas heurísticas para a resolução do problema, buscando encontrar boas soluções em tempo computacional aceitável. A heurística de inserção sequencial proposta forneceu boas soluções em curto espaço de tempo para todas as instâncias que foram executadas no modelo matemático. Adicionalmente, foram testadas instâncias de maior porte, com resultados também satisfatórios. On a daily basis, companies undertake substantial volumes of trips using road transportation, rendering manual execution of efficient distribution planning impracticable. In this context, vehicle routing has garnered significant research attention in the literature; however, it still offers opportunities for contributions and studies given its importance, cost implications, and high execution complexity. Aligned with this trend, the objective of this study is to investigate vehicle routing in a distribution network of a cement company using discrete optimization techniques. The problem considered involves a fixed heterogeneous fleet, time windows, split deliveries, and site-dependent for customer deliveries. To address this problem, an initial mixed-integer linear programming model was developed, implemented in the CPLEX software, and validated using real instances. The instances executed in the mathematical model demonstrated an average transportation cost reduction of 24% compared to real-world operations. However, as the number of customers significantly increases in the instances, the CPLEX software when using the mixed-integer linear programming model fails to provide high-quality solutions within a reasonable computational time. To overcome this limitation, heuristic techniques were subsequently employed to solve the problem, aiming to find good solutions within an acceptable computational time. The proposed sequential insertion heuristic yielded favorable solutions in a short time frame for all instances executed in the mathematical model. Additionally, larger instances were tested, yielding satisfactory results as well. https://doi.org/10.11606/D.3.2023.tde-21092023-090844info:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USP2023-12-21T19:48:39Zoai:teses.usp.br:tde-21092023-090844Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212023-09-22T12:27:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false
dc.title.pt.fl_str_mv Problema de roteirização de veículos com frota heterogênea fixa, janelas de tempo, entregas fracionadas e limitações de acesso.
dc.title.alternative.en.fl_str_mv Vehicle routing poblem with heterogeneous fixed fleet, time windows, split deliveries and site-dependent.
title Problema de roteirização de veículos com frota heterogênea fixa, janelas de tempo, entregas fracionadas e limitações de acesso.
spellingShingle Problema de roteirização de veículos com frota heterogênea fixa, janelas de tempo, entregas fracionadas e limitações de acesso.
Quinhones Furtunato de Souza Dutra
title_short Problema de roteirização de veículos com frota heterogênea fixa, janelas de tempo, entregas fracionadas e limitações de acesso.
title_full Problema de roteirização de veículos com frota heterogênea fixa, janelas de tempo, entregas fracionadas e limitações de acesso.
title_fullStr Problema de roteirização de veículos com frota heterogênea fixa, janelas de tempo, entregas fracionadas e limitações de acesso.
title_full_unstemmed Problema de roteirização de veículos com frota heterogênea fixa, janelas de tempo, entregas fracionadas e limitações de acesso.
title_sort Problema de roteirização de veículos com frota heterogênea fixa, janelas de tempo, entregas fracionadas e limitações de acesso.
author Quinhones Furtunato de Souza Dutra
author_facet Quinhones Furtunato de Souza Dutra
author_role author
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv Debora Pretti Ronconi
dc.contributor.advisor-co1.fl_str_mv Leonardo Junqueira
dc.contributor.referee1.fl_str_mv Patrícia Belfiore Fávero
dc.contributor.referee2.fl_str_mv Kelly Cristina Poldi
dc.contributor.author.fl_str_mv Quinhones Furtunato de Souza Dutra
contributor_str_mv Debora Pretti Ronconi
Leonardo Junqueira
Patrícia Belfiore Fávero
Kelly Cristina Poldi
description Diariamente empresas realizam enormes quantidades de viagens através do modal rodoviário, tornando impraticável a execução manual de um planejamento da distribuição eficiente. Nesse sentido, o roteamento de veículos encontra vasta área de pesquisa na literatura, mas ainda oferece oportunidade para contribuições e estudos dadas sua importância, relevância em termos de custo e a elevada complexidade da execução. Alinhado a essa tendência, este trabalho tem por objetivo estudar o roteamento de veículos em uma rede de distribuição de uma empresa cimenteira utilizando técnicas de otimização discreta. O problema considerado apresenta frota heterogênea fixa, janelas de tempo, entregas fracionadas e limitações de acesso para as entregas aos clientes. Para resolução desse problema inicialmente foi desenvolvido um modelo de programação linear inteira mista, executado no software CPLEX e validado em instâncias reais. As instâncias executadas no modelo matemático apresentam, em média, redução de 24% no custo de transporte quando comparado a operação real. À medida em que se aumenta consideravelmente a quantidade de clientes nas instâncias, o software CPLEX utilizando o modelo de programação linear inteira mista não consegue fornecer soluções de qualidade em tempo computacional razoável. Para contornar esse fato, em um segundo momento, utilizou-se de técnicas heurísticas para a resolução do problema, buscando encontrar boas soluções em tempo computacional aceitável. A heurística de inserção sequencial proposta forneceu boas soluções em curto espaço de tempo para todas as instâncias que foram executadas no modelo matemático. Adicionalmente, foram testadas instâncias de maior porte, com resultados também satisfatórios.
publishDate 2023
dc.date.issued.fl_str_mv 2023-08-14
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv https://doi.org/10.11606/D.3.2023.tde-21092023-090844
url https://doi.org/10.11606/D.3.2023.tde-21092023-090844
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade de São Paulo
dc.publisher.program.fl_str_mv Engenharia (Engenharia de Produção)
dc.publisher.initials.fl_str_mv USP
dc.publisher.country.fl_str_mv BR
publisher.none.fl_str_mv Universidade de São Paulo
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
instname:Universidade de São Paulo (USP)
instacron:USP
instname_str Universidade de São Paulo (USP)
instacron_str USP
institution USP
reponame_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
collection Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
repository.name.fl_str_mv Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)
repository.mail.fl_str_mv virginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.br
_version_ 1786377041741873152