Problema de roteamento de veículos com coleta e entrega de cargas completas: métodos de otimização e restrições práticas da milha intermediária da cadeia de suprimentos

• Processo: 24/08848-3
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de julho de 2025
• Data de Término da vigência: 30 de junho de 2028
• Área do conhecimento: Engenharias - Engenharia de Produção - Pesquisa Operacional
• Pesquisador responsável: Antônio Augusto Chaves
• Beneficiário: Antônio Augusto Chaves
• Instituição Sede: Instituto de Ciência e Tecnologia (ICT). Universidade Federal de São Paulo (UNIFESP). Campus São José dos Campos. São José dos Campos , SP, Brasil
• Pesquisadores associados: Cleder Marcos Schenekemberg ; Mauricio Guilherme de Carvalho Resende
• Assunto(s): Meta-heurística Problemas de roteamento de veículos Otimização combinatória
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Metaheurísticas | Milha intermediária | roteamento de veículos | Otimização combinatória

Resumo

Este projeto visa estudar uma rica variante do problema de roteamento de veículos com coleta e entrega de cargas completas. A variante é baseada nas operações da milha intermediária da cadeia de suprimentos e aborda uma configuração na qual um operador de serviços logísticos precisa transportar cargas completas entre múltiplos centros de distribuição. O operador logístico possui uma frota limitada de veículos e tem a opção de terceirizar o atendimento de parte da demanda. Em consonância com a crescente preocupação ambiental e ecológica, a frota considerada é movida a eletricidade ou combustíveis provenientes de fontes renováveis. Isso implica na necessidade de se estabelecer um planejamento para o reabastecimento dos veículos em pontos estratégicos da rede de transporte. Além das clássicas restrições de roteamento, como janelas de tempo, pareamento e pontos de coleta e entrega, esta variante também lida com a programação do trabalho de um conjunto de motoristas ao longo de um horizonte de planejamento. Cada motorista possui restrições de bio-ritmo, que indicam os horários de início e término das atividades, bem como limitações de viagem, que o impede de se afastar de seu domicílio por um número máximo de dias. Tais restrições são particularmente relevantes no contexto das operações da milha intermediária e devem ser consideradas na elaboração dos roteiros da frota própria. Para resolver este novo problema, será desenvolvido um modelo matemático e uma API (Application Programming Interface), que integra várias metaheurísticas em um framework colaborativo e paralelizado. Tal API será genérica e poderá ser reutilizada para resolver outros problemas de otimização combinatória, demandando apenas a implementação de funções decodificadoras. Como uma inovação metodológica, pretende-se explorar o conceito de chaves aleatórias (random-keys), proposto no Random-Key Genetic Algorithm (RKGA) e no Biased RKGA, em diversas metaheurísticas clássicas da literatura. Os algoritmos implementados serão avaliados tanto em conjuntos de dados públicos da literatura quanto em conjuntos de dados gerados especificamente para a variante em estudo. Ao final do projeto, a API será disponibilizada publicamente para a comunidade acadêmica. (AU)