Uma abordagem ao Vehicle Routing Problem with pickup and delivery with time windows em navios : um caso de uma indústria química

Abstract

Os objetivos desta dissertação são comprovar empiricamente os benefícios da modelagem matemática como uma ferramenta de apoio ao processo decisório e apresentar uma forma de minimizar o custo do transporte marítimo de matérias-primas a granel, atendendo aos prazos e às demandas de quantidade de uma indústria química do ramo de fertilizantes em sua operação no Brasil. Isso será possível mediante o desenvolvimento de um modelo de programação linear inteira mista com as características do Vehicle Routing Problem with Pickup and Delivery with Time Windows (VRPPDTW) para representar as características do problema. O VRPPDTW é uma subclasse do clássico Vehicle Routing Problem que encontra grande aderência aos desafios industriais, ao poder encontrar soluções para o transporte de bens e pessoas. Para essa aplicação, diversas restrições de roteamento de navios heterogêneos, de agendamento das coletas e descargas das matérias-primas, de oferta e demanda por diferentes tipos de insumos e de capacidade de cargas de portos e navios foram elaboradas e implementadas para caracterizar situações às quais o processo de planejamento de entregas está atualmente submetido. Diferentes instâncias com dados cedidos pela companhia foram processadas e resolvidas em tempos aceitáveis, a partir da utilização do solver IBM ILOG CPLEX© 12.1.0. Resultados econômicos mais eficazes dos que aqueles atualmente percebidos pela empresa foram encontrados.

This thesis purposes are to prove empirically the mathematical modeling benefits as a support tool to the decision-making process and to present a way to minimize bulk raw materials maritime transport costs, attending to deadlines and quantity demand of a chemical fertilizer industry in its operations in Brazil. This will be possible through the development of a mixed linear and integer programming model with the characteristics of the Vehicle Routing Problem with Pickup and Delivery with Time Windows (VRPPDTW) to represent the problem characteristics. The VRPPDTW is a subclass of the classic Vehicle Routing Problem that finds great adhesion to industrial challenges, to be able to find solutions for the transport of goods and people. For this application, several constraints for heterogeneous ship routing, scheduling for raw material charges and discharges, supply and demand for different types of products and ports’ and ships’ cargo capacity were elaborated and implemented to characterize situations to which the delivery planning process is currently submitted. Different instances with data provided by the company were processed and solved in acceptable times, using the IBM ILOG CPLEX © 12.1.0 solver. Economic results more effective than those currently perceived by the company were found.