Modelagem e meta-heurísticas para o problema de roteamento de veículos com janelas de tempo, múltiplos entregadores e múltiplas viagens em uma empresa de distribuição de bebidas

Vehicle routing problems occur in many practical situations where the pickup and/or delivery of goods is required. In this context, the present research aims to contribute to the study of logistic operations that arise in companies that deliver products on a regular basis to customers in densely populated urban areas. The problem consists in designing minimal cost daily routes serving the maximal number of customers. To this end, the crew of each vehicle comprise multiple deliverymen as means to reduce service times. Based on a case study in a drinks producer and distributor in the state of São Paulo, it is proposed a mixed integer linear programming model that comprise costs with own and chartered vehicles and the number of deliverymen, and various operational constraints such as time windows in customers, multiple daily trips, time limitations for the circulation of some vehicle types in specific areas, compatibility between vehicles and customers, maximum load in each vehicle, maximum route time and minimum load for the realization of a second trip. Results obtained by solving the model with real instances through exact (branch&cut), heuristic (constructive, local search, GRASP and Simulated Annealing) and hybrid (GRASP and branch&cut) approaches demonstrate the good quality of the generated solutions, and indicate the potential of application of some of these methods in practice.Não recebi financiamentoProblemas de roteamento de veículos ocorrem em diversas situações práticas onde se faz necessária a distribuição e/ou coleta de produtos. Nesse contexto, a presente pesquisa visa o estudo das operações logísticas presentes em empresas que entregam produtos em base regular a clientes localizados em áreas urbanas de alta densidade demográfica. O problema consiste na obtenção de rotas de mínimo custo visando o atendimento do maior número de clientes da carteira diária. Para tal, a tripulação de cada veículo pode contemplar múltiplos entregadores para redução dos tempos de serviço. Com base em um estudo de caso em uma distribuidora de bebidas do interior do Estado de São Paulo, é proposto um modelo de programação linear inteira mista que considera custos com frota própria e fretada e com o número de entregadores, e diversas restrições operacionais, tais como janelas de tempo em clientes, múltiplas viagens diárias, limitações de horários de circulação de tipos de veículos, compatibilidade entre veículos e clientes, capacidade máxima de carga a ser transportada em cada veículo, tempo máximo de rota e carga mínima para realização da segunda viagem. Resultados da resolução do modelo para instâncias reais por meio de abordagens exatas (branch&cut), heurísticas (construtiva, busca local, GRASP e Simulated Annealing) e híbrida (GRASP e branch&cut), demonstram a boa qualidade das soluções geradas, e evidenciam o potencial de uso dessas metodologias na prática