Uma abordagem de resolução integrada para os problemas de roteirização e carregamento de veículos

Abstract

O transporte de cargas desempenha um papel fundamental nos sistemas logísticos uma vez que possibilita o fluxo de produtos entre os elementos dos canais de distribuição, além de representar um elevado percentual de participação nos custos logísticos totais. Desse modo, a eficiência dos serviços de transporte depende diretamente de um adequado processo de planejamento em nível estratégico, tático e operacional. O transporte rodoviário, em particular, apresenta em nível operacional, problemas de elevada complexidade como a roteirização e o carregamento de veículos. Durante os últimos 50 anos estes problemas vêm sendo objeto de intensos estudos e desenvolvimentos, porém de forma separada, conduzindo a resultados difíceis de serem implementados nas situações práticas, devido à grande interdependência existente entre roteirização e carregamento de veículos. A resolução integrada destes dois problemas é recente na literatura, o que abre um campo bastante promissor para novos desenvolvimentos. Assim, esta tese tem como objetivo propor uma abordagem integrada de resolução para o problema de roteirização e carregamento de veículos onde, além das restrições de carregamento tridimensionais, as restrições de tempo de ciclo e distribuição de peso nos eixos são consideradas. Este modelo adota uma abordagem aproximativa que combina o uso de heurísticas para construção dos carregamentos com a metaheurística de Busca Tabu para melhoria dos roteiros de entrega. Para execução dos testes computacionais é proposto um conjunto de 12 instâncias que buscam simular situações práticas encontradas nas operações de entrega feitas por empresas de transporte e prestadores de serviços logísticos. A partir desse conjunto de instâncias são construídos cenários que avaliam o uso de diferentes tipos de veículos e os respectivos custos operacionais. Testes complementares realizados com um conjunto de 27 instâncias disponíveis na literatura, demonstram a capacidade do modelo proposto de atingir boas soluções em um tempo de processamento aceitável.

Freight transportation plays a fundamental role in logistics systems, once it enables the product flow between distribution channels elements, besides to represents a high percentage of participation on the total logistics costs. In this way, transport service efficiency depends directly of a suitable process of planning in strategic, tactical and operational level. The road transportation, in particular, shows in operational level high complexity problems as routing and loading of vehicles. During the last 50 years, these problems has been object of deep studies and developments, but in a separate manner, leading to results that are difficult to implement in practical situation due to the interdependence between routing and loading of vehicles. The integrated resolution of these two problems is recent in the literature, what opens a quite promising field for new developments. Thus, this thesis has as objective to propose an integrated resolution approach for the vehicle routing and loading where, besides the three-dimensional loading constraints, constraints, the time cicle and the distribution load over de axles are considered. This model adopts an approximated approach that combines the use of heuristics for loading construction with Tabu Search metaheuristics to improve the delivery routes. For computational tests execution is proposed a 12 instances set that tries to simulate practical situation found in delivery operations made by freight firms and thirty party logistics. From this instance set, it is built scenarios that evaluate the use of different vehicle types and the respectives operational costs. Complementary tests made with a 27 instances set available in literature show the capacity of proposed model to get good solutions in an acceptable computational time.