Desenvolvimento de uma metodologia baseada em um modelo exato para resolver o picker routing problem em um caso real

Orientador: Prof. Dr. Cassius Tadeu ScarpinDissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Sociais Aplicadas, Programa de Pós-Graduação em Gestão de Organizações, Liderança e Decisão. Defesa : Curitiba, 14/10/2022Inclui referênciasResumo: Neste trabalho apresenta-se uma aplicação real de um modelo exato para o Problema de Roteamento de Separadores de Pedidos, também conhecido com Picker Routing Problem (PRP), em uma Rede varejista do setor supermercadista. O estudo de caso feito na pesquisa foi no Centro de Distribuição desta rede supermercadista. O PRP consiste em determinar a menor rota a ser percorrida por um separador em um Centro de Distribuição (CD) de forma a coletar manualmente todos os produtos contidos em um determinado pedido. Tem-se como objetivo a aplicação de um modelo de Programação Linear Inteira Mista (PLIM), encontrado na literatura, e a comparação dos resultados obtidos com o atual método utilizado na empresa, a heurística SShape. Para isso, dados reais de pedidos de um determinado período foram coletados e algumas suposições relativas ao tamanho do problema e ao leiaute do CD foram feitas para gerar os 65 cenários de testes estabelecidos. Para atingir o objetivo almejado, foi necessário elaborar um algoritmo em três etapas, em linguagem de programação C#. A primeira etapa é o tratamento de dados e ajuste do leiaute para a elaboração do modelo Matemático. Com uso do solver GUROBI para a resolução dos testes, realizou-se a segunda etapa. A terceira etapa consistiu na aplicação da heurística S-Shape para possibilitar a comparação entre os métodos. As comparações entre o modelo aplicado e a heurística da empresa foram avaliadas em termos de economias (em metros) do trajeto gerado e tempo de resolução. Em 81,54% dos testes, o modelo obteve melhores resultados, gerando rotas com distâncias menores. Os outros 18,46% ambos os métodos retornaram o mesmo resultado. A melhoria média geral ficou em 8,41%. O modelo com parâmetro alterado resolveu 87,69% dos testes em até 30 minutos, considerado como tempo aceitável em termos práticos operacionais. Para os 12,31% dos testes resolvidos acima de 30 minutos, uma manipulação nos dados para contornar essa situação foi sugerida. Dessa forma, foi considerada como vantajosa a aplicação do modelo para o problema real de roteamento de pickers.Abstract: This work presents a real application of an exact model for the Picker Routing Problem (PRP), in a retail chain in the supermarket sector. The case study done in the research was in the Distribution Center of this supermarket chain. The PRP consists of determining the shortest route to be taken by a picker in a Distribution Center (DC) in order to manually collect all the products contained in a given order. The objective is to apply a Mixed Integer Linear Programming (MILP) model, found in the literature, and to compare the results obtained with the current method used in the company, the SShape heuristic. For this, actual order data for a given period was collected and some assumptions regarding the size of the problem and the CD layout were made to generate the 65 established test scenarios. To achieve the desired goal, it was necessary to develop an algorithm in three steps, in C # programming language. The first step is the data treatment and adjustment of the layout for the elaboration of the Mathematical model. Using the GUROBI solver to solve the tests, the second step was performed. The third step consisted of applying the S-Shape heuristic to make it possible to compare the methods. The comparisons between the applied model and the company's heuristic were evaluated in terms of savings (in meters) of the generated route and resolution time. In 81.54% of the tests, the model obtained better results, generating routes with shorter distances. The other 18.46% both methods returned the same result. The overall average improvement was 8.41%. The model with an altered parameter solved 87.69% of the tests within 30 minutes, considered an acceptable timeframe in operational practical terms. For the 12.31% of the tests resolved over 30 minutes, a manipulation of the data to get around this situation was suggested. Thus, it was considered advantageous to apply the model to the real problem of picker routing