[pt] Com a era da globalização e a introdução da filosofia de Gestão da Cadeia de Suprimentos, os clientes têm se tornado cada vez mais exigentes no que diz respeito à qualidade e prazos de entrega, gerando uma competitividade crescente e uma busca por serviços cada vez mais customizados que, para as empresas de distribuição de produtos, tem se tornado um fator cada vez mais importante na obtenção de vantagem competitiva e conquista de fatias cada vez maiores do mercado. Nesse sentido, muitas empresas de transporte têm tentado dar maior confiabilidade, mais velocidade e flexibilidade, buscando obter maior eficiência e pontualidade nas tarefas de entrega e/ou coleta; um melhor aproveitamento da frota e dos motoristas; menores tempos de ciclo; melhor planejamento das rotas, gerando assim sensíveis reduções de custos operacionais, melhoria da imagem da empresa no mercado e, em função disso, uma conquista cada vez maior de mercado. Nesse sentido, de modo a obter excelência nos processos de distribuição física, muitas empresas têm adquirido os chamados sistemas de roteirizarão e programação de veículos ou, simplesmente, roteirizadores. Dado o crescimento na utilização de roteirizadores para redução de custos operacionais e a possibilidade por parte do autor de participar da implementação dessa tecnologia em uma empresa, os objetivos dessa dissertação são: Descrever a operação da Empresa Alfa onde foi realizada a implementação do roteirizador de veículos e a apresentação do processo de implementação do roteirizador na operação. Como o autor fez parte da implementação do roteirizador na Empresa Alfa, a metodologia utilizada para a elaboração desse trabalho incluiu: pesquisa bibliográfica, visitas in loco e entrevistas não estruturadas junto aos envolvidos na operação. O resultado desta dissertação é uma análise da operação da Empresa Alfa durante a implementação do roteirizador, mostrando seus pontos positivos e suas dificuldades extraídos apos finalizado o processo de implementação. / [en] Nowadays with the globalization and the introduction of the Supply chain management philosophy, the customers become more demanding in order to get better quality in delivery time, increasing competitiveness and a search for customized services that, for distribution companies, it has become the most important factor in order to get competitive advantage and to increase the market share. In accordance with these ideas, many distribution companies have tried to improve the reliability, speed and flexibility, in order to get higher efficiency and punctuality in the deliveries; better fleet and drivers utilization; lower time to planning routes, generating cost reduction, improvements of the company`s image in the market, and higher market share. Trying to get excellence in distribution process, many companies have acquired the routing and scheduling systems. Due to the growth of routing systems use and the possibility for the author to participate in an implementation of this technology in a company, the objectives of this work are: to describe the operation of the Alpha Company`s where the implementation has been done; and present the routing system implementation process. Since the author was part of the team in the implementation of routing system in the Alpha Company, the methodology used for the elaboration of this work included: bibliographical research, visits in loco to the Alpha Company`s operations and non structuralized interviews with the involved parts in the operation. As a result of this work, we have an analysis of the operation during the implementation of the Routing System in line with the main results getting after finished the implementation process.

[pt] O transporte e os estoques correspondem a maior parte dos custos logísticos de uma empresa. Com o avanço da tecnologia, passou-se a analisar em conjunto esses dois componentes e não mais separados, como era feito anteriormente. O Problema de Roteirização de Veículos com Estoque (Inventory Routing Problem – IRP), nasceu dessa análise conjunta e procura encontrar a melhor rota para os veículos, atendendo a um determinado nível de estoque. Este trabalho apresenta um modelo de IRP com múltiplos veículos e produtos, onde existe a possibilidade de transbordo entre os centros de distribuição existentes. O modelo desenvolvido foi elaborado em um estudo de caso real em uma empresa do setor varejista. Após sua elaboração, o modelo foi testado com uma instância menor e comparado a situação atual da empresa, a fim de testar sua eficiência. Em seguida, foi rodado com os dados completos da empresa, e foram analisados os resultados. Na resolução, foi utilizado o software Xpress, o qual utiliza programação inteira como método de resolução. / [en] Transport and inventories account for most of a company s logistics costs. With the advancement of technology, we began to analyze these two components together and no longer separate, as was done previously. The Inventory Routing Problem (IRP) was born from this joint analysis and seeks to find the best route for the vehicles, meeting a certain level of inventory. This work presents an IRP model with multiple vehicles and products, where there is the possibility of transshipment between existing distribution centers. The developed model was elaborated in a real case study in a company of the retail sector. After its elaboration, the model was tested with a smaller instance and compared to the current situation of the company in order to test its efficiency. It was then run with the complete company data, and the results were analyzed. In the resolution, Xpress software was used, which uses integer programming as the resolution method.

[pt] Esta pesquisa trata de duas variantes do conhecido Problema de Roteirização de Veículos com Estoque (do inglês Inventory Routing Problem – IRP). O problema nasce num contexto de um sistema de Vendor Managed Inventory (VMI) no qual o fornecedor é responsável pela gestão de estoques do cliente. Tal problema é a junção dos problemas de transporte e gestão de estoques, que correspondem aos maiores custos em uma operação logística. Destarte este trabalho apresenta um modelo matemático para uma variante do IRP que considera que o fornecedor tem clientes dentro e fora do sistema de VMI. Este caso surge quando para alguns clientes não é interessante a realização do controle de seus estoques dentro do sistema de VMI, somente o atendimento de suas demandas. Além disto, o modelo contempla três diferentes tipos de políticas de gestão de estoques e é capaz de lidar com casos contendo vários períodos e vários veículos. Após sua elaboração, o modelo foi validado em instâncias do IRP, do Problema de Roteamento de Veículos (do inglês Capacitated Vehicle Routing Problem - CVRP) e instâncias próprias para a variante. Foram realizados também estudos sobre os impactos das diferentes políticas de gestão de estoques. Além do modelo matemático, foi desenvolvida uma meta-heurística híbrida que resolve uma variante do IRP considerando vários períodos e vários veículos. Cada movimento considerado durante a meta-heurística é divido em duas etapas, a primeira sendo a modificação da posição de um ou mais clientes nos veículos e períodos e uma segunda etapa que resolve de forma exata um Problema de Fluxo Máximo a Custo Mínimo para a atribuição ótima do volume de carga transportada para cada cliente por cada veículo em cada período. Esta abordagem é então testada em instâncias clássicas para esta variante do IRP, obtendo resultados que comprovam a eficiência do algoritmo. / [en] This research deals with two variants of the Inventory Routing Problem (IRP). This problem comes from the context of a Vendor Managed Inventory (VMI) system in which the vendor is responsible for managing the customer s inventory. It is the combination of transportation and inventory management problems, which correspond to the higher costs in a logistics operation. Hence, this paper presents a mathematical model for an IRP variant, in which the vendor has customers inside and outside the VMI system. This situation is presented when it is not interesting to manage the inventories of some clients within the VMI system, resulting only in meeting their demands. In addition, the model considers three different types of stock management policies and it can comprehend multiple periods and multiple vehicles. After its modelling, the model was validated using IRP instaces, the Vehicle Routing Problem (CVRP) and specific instances for this variant. The impacts of different inventory management policies were also analyzed. In addition to the mathematical model, a hybrid meta-heuristic was developed, which solves an IRP variant considering several periods and several vehicles. Each iteration of the metaheuristic is divided into two stages: the first is modifying the position of one or more customers attended by the vehicles and periods, and a second step that solves a Maximum Flow at Minimum Cost problem, to optimally assign the load volumes transported to each customer in each vehicle in each period. Then, this approach is tested in classical instances for this IRP variant, obtaining results that prove the efficiency of the algorithm.

[pt] Nesta tese são propostos diversos algoritmos para resolver as versões estática e dinâmica de roteirização de veículos com janelas de tempo. Estes problemas têm como objetivo determinar rotas de custo mínimo para uma frota homogênea, atendendo a demanda de um conjunto de clientes dentro de intervalos de tempo determinados, chamados de janelas de tempos. Além disto, na versão dinâmica no problema, novos clientes podem ser atendidos durante a execução das rotas pelos veículos. Para a versão estática do problema propôs-se um algoritmo híbrido utilizando otimização por colônias de formigas e o método de descida em vizinhança variável aleatória. Os resultados computacionais mostram que o algoritmo foi capaz de encontrar soluções muito boas ou mesmo as melhores soluções conhecidas de instâncias usadas como benchmarking na literatura. Para a versão dinâmica do problema foram propostos seis algoritmos, baseados em métodos de inserção, de otimização por colônia de formigas e das versões sequencial e aleatória do método de busca em vizinhança variável. Os resultados computacionais mostram que a maior parte dos algoritmos propostos é competitiva com os algoritmos propostos na literatura, pois produzem soluções de boa qualidade e com esforço computacional reduzido. / [en] This thesis proposes several algorithms to solve the vehicle routing with time windows static and dynamic versions. These problems involve determining minimum cost routes for a homogeneous fleet in order to meet the demand of a set of customers within specified time intervals popularly called time windows. In addition, in the dynamic version of the problem, new customers can be assigned to vehicles during the execution of the routes. For the static version it was proposed a hybrid algorithm using ant colony optimization and the random variable neighborhood search method. The computational results show that the algorithm was able to find very good or even the best known solutions to benchmark instances. For the dynamic version it was proposed six algorithms, based on an insertion procedure, ant colony optimization and random and sequential versions of variable neighborhood search methods. Computational results show that most of the proposed algorithms are competitive regarding the state of the art, providing solutions of good quality with low computational effort.

[pt] Esta dissertação tem como objetivo contribuir ao ensino da logística, através da construção de ferramentas computacionais didáticas e gratuitas, adicionadas a um software do tipo SIG – Sistema de Informação Geográfica, com distribuição livre, permitindo a execução prática de diversos procedimentos importantes para a solução de problemas logísticos por parte de estudantes, técnicos e demais interessados na área de logística de forma gratuita. O conhecimento necessário para a construção de soluções de problemas de gestão logística ou da gestão de uma cadeia de suprimentos são interdisciplinares, envolvendo diferentes áreas como; geografia, informática, matemática, administração, entre outras. Assim, o processo de construção do conhecimento pelos aprendizes em logística torna-se um grande desafio, pois exige diferentes habilidades do aluno que primeiramente, precisa entender os assuntos de cada área de forma separada para poder integrá-los e iniciar a construção do conhecimento. Além do fator da interdisciplinaridade que complica o processo de aprendizado, os recentes avanços na área de computação e de algoritmos para solução de problemas em logística, tem causado um distanciamento dos profissionais entre as soluções disponíveis e a sua implementação prática. Nesse sentido, esta dissertação irá apresentar a implementação de soluções para problemas logísticos através da construção de ferramentas computacionais com fins didáticos desenvolvidas através da linguagem de programação Java que serão adicionadas como plugin ao software OpenJUMP. / [en] The objective of this dissertation is to contribute to the teaching of logistics, through the construction of educational and free computational tools, added to a software like GIS - Geographic Information System, with free distribution, allowing the practical implementation of several important procedures for solving logistical problems by students, technicians and others interested in the logistics area for free. The knowledge required for the construction of solutions of problems of logistics management or the management of a supply chain , are interdisciplinary , involving different areas such as ; geography, computer science, mathematics, business administration, among others. Thus, the process of knowledge building by learners in logistics becomes a challenge because it requires different skills that the student first needs to understand the subjects of each area separately to be able to integrate them and begin construction of knowledge. Besides the factor of interdisciplinarity which becomes the learning process more complicate, recent advances in computing and algorithms to solve problems in logistics has caused a distancing of professionals from the available solutions and their practical implementation. In this sense, this dissertation will present the implementation of solutions to logistics problems through the construction of computational tools for didactic purposes developed through the Java programming language that will be added as plugin software to OpenJUMP.

[pt] Os modelos e estudos de roteirização presentes na literatura focam, em geral, nos processos ocorridos desde que os veículos saem do centro de distribuição (CD) até ao seu retorno. Esta visão de roteirização da porta para fora do CD acaba por negligenciar uma etapa importante correspondente às operações de movimentação interna do CD, a qual tem influência direta na jornada de trabalho das equipes de entrega e consequentemente na produtividade de cada veículo. A importância da etapa das operações de pátio é bem visível quando analisado o fluxo de valor da cadeia de distribuição. A procura de uma melhor gestão do tempo das operações de pátio abre, assim, uma oportunidade de melhoria da eficiência das operações de distribuição. Esta dissertação foca na inclusão do gerenciamento das operações de pátio junto com a roteirização como forma de aumentar a produtividade da empresa e maximizar a utilização de recursos humanos e materiais. O modelo de gerenciamento desenvolvido utiliza simultaneamente técnicas de otimização e de simulação capazes de planejar e acompanhar as operações de distribuição de uma empresa, respeitando as normas trabalhistas e indicadores de qualidade pré-estabelecidos. O modelo busca melhorar o aproveitamento da jornada de trabalho das equipes de entrega embarcadas em cada veículo, através da minimização dos tempos não produtivos de pátio (recebimento, acerto de contas, conferência de carga, check list de veículo, etc.). A minimização do tempo das operações de pátio aumenta a disponibilidade de tempo de jornada de trabalho da equipe de entrega em rota, possibilitando o aumento do número de pedidos atendidos por cada veículo, sem impactar nas janelas de entrega impostas pelos clientes, estouro na jornada de trabalho e indicadores de qualidade. Para elaboração e aplicação deste trabalho, foram utilizados 3 softwares, um de simulação, outro de roteirização e outro de captação de dados em tempo real. A integração dos três permite captar informações da operação, tratar e simular os modelos e realizar roteirização de veículos, incluindo o tempo de pátio na fórmula de Tempo de ciclo do veículo. O modelo de operação desenvolvido foi aplicado na empresa BETA do segmento varejista de bebidas localizada no Centro-Oeste do Brasil. Os resultados obtidos, quando comparados com a atual operação da empresa, representam uma redução de custo no total de 685.234,00 Reais com a operação de distribuição. Especificamente, a racionalização do tempo de pátio permitiu uma melhoria de 2:15:15 em redução de filas no fluxo do pátio ao analisar o fluxo de saída e retorno. Teve ainda como consequência a melhoria da produtividade dos veículos passando de uma média de entrega de 25 para 31 entregas por dia. / [en] The models and studies of routing in the literature focus, in general, on the processes that have occurred since the vehicles leave the distribution center (CD) until their return. This vision of routing the door to the outside of the CD ends up neglecting an important step corresponding to the operations of internal movement of the CD, which has a direct influence on the workday of the delivery teams and consequently on the delivery productivity of each vehicle. The importance of the stage of yard operations is well visible when analyzing the value chain flow of the distribution chain. The search for better time management of yard operations thus opens up an opportunity to improve the efficiency of distribution operations. This dissertation focuses on the inclusion of yard operations management along with routing as a way to increase company productivity and maximize the use of human and material resources. The management model developed simultaneously uses optimization and simulation techniques capable of planning and monitoring the distribution operations of a company, respecting the labor standards and pre-established quality indicators. The model seeks to improve the utilization of the workday of the delivery teams embarked in each vehicle, by minimizing non-productive yard times (reception, accounting, cargo check, vehicle check list, etc.). By minimizing patio operations time we increase the time available for the delivery team to operate, and consequently increase the number of requests served by each vehicle, without impacting on the delivery windows imposed by the customers, work and quality indicators. During the elaboration of this work 3 softwares were used, one of simulation, another of routing and one of data acquisition in real time. The integration of the three allows you to capture information from the operation, treat and simulate the models and perform vehicle routing, including yard time in the Vehicle Cycle Time formula. The operating model developed was applied in the BETA company of the beverage retail segment located in the Center-West of Brazil. The results obtained, when compared to the current operation of the company, represent a reduction of cost in the total o BRL 685,234.00 with the distribution operation. Specifically, the optimization of patio time allowed for a 2:15:15 improvement in queue reduction in the patio flow when analyzing the outflow and return flow. In addition, the productivity of vehicles increased from an average delivery of 25 to 31 deliveries per day.

[pt] O Problema de Roteirização de Veículos (Vehicle Routing Problem - VRP) é um problema clássico combinatório bem conhecido. Este trabalho apresenta um novo fator no modelo de otimização matemática de otimização do VRP, considerando restrições que abordam a probabilidade de roubo de cargas nas regiões visitadas, além das restrições tradicionais, tais como o número de veículos, janelas de tempo, a capacidade do veículo e tempo de ciclo dos veículos. O modelo desenvolvido é testado em um estudo de caso real, considerando uma empresa de distribuição de produtos farmacêuticos do Rio de Janeiro. As soluções de rota com e sem risco de roubo de carga são comparadas. O modelo é resolvido usando o software AIMMS, para análises com instância pequenas, e resolvidas executando a Metaheurística Simulated Annealing, para o estudo de caso, onde se utiliza de duas instâncias. / [en] The Vehicle Routing Problem (VRP) is a classic well-known combinatorial problem. This paper introduces a new factor in the VRP mathematical optimization model, considering restrictions that address the probability of cargo theft in the regions visited, beyond the traditional constraints such as the number of vehicles, time windows, the capacity of the vehicle and the vehicle s cycle time. The paper proposes a mixed integer linear model that minimizes total transportation costs and cargo theft costs. The model is tested in a real-life case study, a company that distributes pharmaceutical products in Rio de Janeiro. The route solutions with and without cargo theft risk are compared. The model is solved using AIMMS software for analysis with small instance, and resolved by running the Simulated Annealing Metaheuristic, for the case study, which uses two instances.

[pt] Este estudo apresenta um modelo de programação inteira mista para a roteirização de navios com controle de estoque nos portos para a movimentação de múltiplos produtos com uma frota heterogênea. O modelo contempla a possibilidade de transformação de produtos dentro de navios, o que representa uma flexibilidade para o modelo optar por qual produto utilizar para atender um cliente com demanda com qualidade flexível. Esta habilidade não foi encontrada em nenhum outro estudo. Ele também combina o atendimento de demandas obrigatórias com opcionais. O modelo então é aplicado em um caso real de movimentação de derivados escuros de petróleo em uma empresa de petróleo brasileira, cujo modelo atual utilizado apresenta problemas que dificultam seu uso. Devido ao longo tempo que leva para obter a solução ótima para estes tipos de modelos, são utilizadas as matheurísticas de relax-and-fix e fix-and-optimize para obter soluções boas em um tempo reduzido. São apresentados experimentos computacionais em uma série de cenários para validar a qualidade das soluções encontradas pelos métodos propostos, testando diferentes configurações e discretizações de tempo. Os resultados apresentados comprovam a superioridade dos métodos em comparação com o modelo matemático puro. O modelo proposto apresentou grande potencial de substituir o modelo atual da empresa e para alcançar a melhoria pretendida na programação dos navios. / [en] This dissertation presents a mixed integer program model to solve a ship routing and scheduling with stock control in ports, also known as maritime inventory routing. This model considers a heterogeneous fleet, carrying multiples products. It also has the ability to transform one product into another inside ships. This aspect allows the model to choose which product it wishes to deliver to a client with a less restrict quality specification in his demand. No model presented in other studies has this capability. Another possibility covered by this model is to combine mandatory demands with optional ones. The model is applied to a real case of maritime transportation of dirty oil products in a Brazilian oil company, whose current model has a series of small problems that hinders its use. Due to the long time it takes to get the optimal solution, the relax-and-fix and fix-andoptimize heuristics are used to get good solutions in a reduced time. With the use of computational experiments in a series of scenarios, it has proved the quality of the solutions found by the proposed methods, testing different configurations and discretizations of time. The results presented prove the superiority of the methods in comparison to the pure mathematical model. The proposed model has shown great potential to replace the current one and to achieve the improvement for the ship routing intended by the company.