Dynamic optimization of distribution logistic of chilled and frozen products

Resumo: O problema do transporte de produtos refrigerados e congelados é de grande importância e vem sendo cada vez mais estudado. Na cadeia do frio, o controle da temperatura é o fator determinante da qualidade e da validade de produtos alimentícios. Qualquer variação da temperatura fora da faixa padrão especificada ao produto pode levar a danos e perdas. Muitos trabalhos buscam entender o que acontece durante o processo de transporte com a temperatura da carga e do veículo, na qual é possível observar grandes variações deste parâmetro em função dos procedimentos pertencentes ao processo. Alguns elaboram modelos matemáticos que buscam exprimir o comportamento térmico do veículo e da qualidade do alimento em função do tempo decorrido no processo de transporte. Porém, quando se aborda o tema de roteirização de veículo dedicada exclusivamente ao tipo de carga que requer a manutenção adequada da temperatura, nota-se que ainda é uma área em desenvolvimento. Poucos trabalhos fazem uma abordagem de roteirização visando à preservação da qualidade da carga e, consequentemente, a manutenção da temperatura. No geral, modelos de roteirização buscam minimizar as variáveis relacionadas com custos operacionais, quase sempre expressas indiretamente através de medidas de tempo e de distância percorrida pelo veículo. Na sua grande maioria dos estudos, a otimização de problemas de roteirização é obtida com a aplicação de uma heurística do tipo PCV (Problema do Caixeiro Viajante). Entretanto, no processo de roteirização de um veículo envolvendo a distribuição de alimentos refrigerados e congelados, a variável temperatura deve ser incluída neste tipo de modelo, porém com certo cuidado, pois ela não apresenta um comportamento linear durante o percurso. Este cenário exige uma modelagem matemática específica, e obviamente mais complexa que respeite os limites de temperatura específicos ao alimento transportado e, ao mesmo tempo, assemelhe-se a situações reais. Deste modo, o objetivo do trabalho é desenvolver uma metodologia para roteirização dinâmica de veículo que combine o problema da variação da temperatura no transporte de alimento refrigerado e congelado a aspectos logísticos, melhorando assim o cenário atual de perdas e danos deste tipo de mercadoria. Esta metodologia foi aplicada a um cenário hipotético de distribuição utilizando a sequência do PCV. Foi possível constatar que este tipo de sequência, que busca menores distâncias, não consegue garantir as temperaturas ideais da carga transportada. Por outro lado, quando o algoritmo é aplicado novamente buscando soluções de sequências que garantam os índices térmicos e minimizam a distância, soluções ponderadas são obtidas. Além da contribuição acadêmica para a área de roteirização e modelagem dinâmica o presente trabalho visa auxiliar empresas que realizam o transporte e distribuição deste tipo de mercadoria.Abstract: The transportation problem of refrigerated and frozen products is of great importance and is being increasingly studied. In the cold chain, temperature control is determinant of quality and shelf life of food products. Any variation of the temperature product out of range can lead to damage and loss. Many studies seek to understand what happens during the transportation process to load and vehicle temperature, in which is possible observe large variations of that parameter. Some of tham, elaborate mathematical models that express the vehicle thermal behavior and the quality of the food according to elapsed time in the transport process. However, when addressing the issue of routing vehicle dedicated to this type of cargo, we note that it is still a developing area. Few studies make a routing approach in order to preserve the quality of the load and, consequently, the maintenance of temperature. Overall, routing models seek to minimize the variables related to operating costs, often expressed indirectly through measures of time and distance traveled by the vehicle. Mostly, the optimization of routing problems is obtained by applying a heuristic type PCV (TSP). However, in the routing vehicle process involving the distribution of chilled and frozen foods, the temperature variable should be included, but with some atention, since it does not present a linear behavior during the journey. This scenario requires a specific mathematical modeling, and obviously more complex than meets the specific temperature limits to food transported and at the same time, resemble to real situations. Thus, the aim of this work is to develop a methodology for dynamic vehicle routing that combines the problem of temperature variation in the transport of chilled and frozen food with logistics aspects, thus improving the current scenario of loss and damage of this type of products. This methodology was applied to a hypothetical distribution scenario using the sequence of the PCV. It was possible to show that this type of sequence, seeking shorter distances, can not guarantee the cargo optimal temperatures. On the other hand, when the algorithm is applied again looking for solutions that that can ensure thermal indices and minimize the distance, weighted solutions are obtained. Besides contributing to the academic research, the resulting developments will also contribute to the logistic practice, providing the transportation companies with elements to improve the distribution planning and to maintain the temperature limits inside the acceptable levels