Problema de roteamento de veículos com entregas e coletas mistas e janelas de tempo: aplicação em uma empresa da região metropolitana de Curitiba

A Pesquisa Operacional (PO) é um ramo da matemática aplicada que busca modelar problemas reais em diversas áreas do conhecimento. Uma das aplicações com destaque em PO é o problema de roteamento de veículos (Vehicle Routing Problem - VRP). O objetivo do trabalho é desenvolver uma abordagem de solução para o problema de roteamento de veículos de uma transportadora na região metropolitana de Curitiba. Na metodologia, leva-se em consideração restrições e características de cenários reais para desenvolvimento e validação do modelo matemático. Em particular, o problema em estudo caracteriza-se como sendo uma variante do VRP, o VRPMPDTW (Vehicle Routing Problem with Mixed Pickup and Delivery and Time Windows). Para a modelagem e resolução de cenários da empresa, utiliza-se uma técnica oriunda de PO, a Programação Linear Inteira Mista (PLIM), associada com algoritmos de pré-processamento e pôs-processamento. Adicionalmente, desenvolveu-se uma interface humano-computador em Java para manipulação de cenários e analise dos resultados. O solucionador utilizado para a modelagem matemática foi o IBM ILOG CPLEX Optimization Studio 12.5. Foram obtidos resultados válidos em tempo computacional não proibitivo (segundos a poucos minutos) para cenários típicos da empresa. Contribuições futuras podem visar à diminuição do tempo computacional para cenários similares ou com um número maior de veículos e serviços, pois o tempo de resposta tende a crescer exponencialmente conforme essas variáveis aumentam.The Operational Research (OR) is a branch of applied mathematics that has the purpose of modeling real problems in various areas of knowledge. One of the applications with emphasis in OR is the Vehicle Routing Problem (VRP). The objective of the work is to develop a solution approach for the vehicle routing problem of a haulier from the metropolitan region of Curitiba. The methodology takes into account constraints and characteristics of real scenarios for development and validation of the mathematical model. In particular, the studied problem is characterized as a variant of the VRP, the VRPMPDTW (Vehicle Routing Problem with Mixed Pickup and Delivery and Time Windows). In order to model and solve scenarios of the company, it is used a technique originated from OR, the Mixed Integer Linear Programming (MILP), associated with pre-processing and post-processing algorithms. Additionally, it was developed a human-computer interface in Java to manage scenarios and analyse results. The solver used for mathematical modeling was the IBM ILOG CPLEX Optimization Studio 12.5. Valid results were obtained in non-prohibitive computational time (seconds to few minutes) for typical scenarios of the company. Future contributions may focus on reducing the computational time for scenarios with similar or greater numbers of vehicles and services