O planejamento operacional de um sistema de transporte de longa distância implica resolver um problema de otimização de rede dinâmica, visando a efetuar, de forma eficaz e eficiente, o atendimento às demandas de cargas, utilizando a capacidade de transporte disponível. A metodologia de solução proposta utiliza a abordagem de Rede de Filas Logísticas, a qual substitui o processo de otimização global da rede (usualmente utilizando Programação Linear Inteira) por um modelo de Programação Dinâmica Estocástica, Aproximada e Adaptativa, que permite a resolução de uma série de subproblemas delimitados no tempo, reduzindo sensivelmente a quantidade de variáveis envolvidas. Este método permite a utilização de modelos matemáticos mais realistas em horizontes de planejamento mais amplos. O presente trabalho estende os modelos encontrados na Literatura, aplicando o método a problemas de maior complexidade, incluindo a consideração de frotas heterogêneas de veículos, janelas de início de atendimento, utilização de terceiros transportadores e penalidades pelo não atendimento das demandas. São apresentados exemplos de problemas experimentais submetidos com sucesso à técnica desenvolvida. O trabalho inclui ainda o delineamento de um Sistema de Apoio à Decisão incorporando a metodologia proposta. / Operational planning of a long haul transportation system implies to solve a dynamic network optimization problem, aiming to perform the freight movements in an efficient and effective way, while utilizing the available transportation capacity. The proposed solution methodology utilizes the Logistic Queueing Network approach, replacing the network global optimization process through Integer Linear Programming by a model of Stochastic, Approximate and Adaptive Dynamic Programming, which allows the resolution of a sequence of sub- problems delimited in time, strongly reducing the quantity of variables involved. This method allows the utilization of more realistic mathematical models in a broader planning horizon. The research extends models found in the literature to solve more complex problems, including the consideration of heterogeneous fleet of vehicles, time windows, third party vehicles and penalties for not attendance of demands. Experimental problems solved successfully with the developed technique are presented. The work also presents the delineation of a Decision Support System incorporating the proposed methodology.

O principal objetivo desta dissertação foi caracterizar o uso dos sistemas de rastreamento por satélite no transporte rodoviário de cargas, na cidade de São Paulo. Trata-se de uma tecnologia de ponta pouco estudada no Brasil, apesar de seu potencial de crescimento e importância econômica para o setor de transportes. Foram feitas entrevistas a partir de uma amostra aleatória de 26 transportadoras, mediante a aplicação de um questionário, para que se pudesse avaliar melhor o impacto desses sistemas nas transportadoras, em termos das principais ações tomadas pelas empresas para sua melhor adequação ao sistema, e em relação aos maiores benefícios obtidos pelas transportadoras com o uso dessa tecnologia. Além da análise descritiva dos dados, as variáveis qualitativas foram exploradas com maior profundidade por meio de análise multivariada, que incluiu análise de correspondência e de conglomerados, para agrupar empresas com comportamentos semelhantes em relação ao uso dos sistemas de rastreamento. De maneira geral, os sistemas que utilizavam apenas satélites dominaram o mercado, apesar de seus preços serem mais elevados em relação a sistemas que associavam rádio e satélite. Em ambos os casos havia preferência pelo rastreamento de cargas de alto valor agregado (medicamentos, produtos eletrônicos, cosméticos, produtos químicos, produtos agrícolas processados). Apesar dessa tecnologia ter sido recomendada tanto para logística como para segurança das cargas, seu emprego na cidade de São Paulo proliferou principalmente para o gerenciamento de risco, em função do aumento dos sinistros. Por outro lado, verificou-se que há necessidade de mudanças de ordem cultural, social e tecnológica nas transportadoras para que haja maior percepção dos benefícios do uso do sistema ao longo do tempo, uma vez que há muitos recursos que só poderão ser explorados se houver alteração na dinâmica interna das empresas e maior integração com outros setores produtivos. / The main objective of this dissertation was to analyze the use of the satellite tracking systems in freight highway transportation in São Paulo city. This edge technology has not been well studied in Brazil, in spite of its potential growth and increasing economic importance to the transportation sector. A questionnaire was applied to 26 randomly chosen trucking companies to better evaluate the impacts of these systems on the firms, in terms of their reaction and adjustment to the systems and their ability to benefit from the use of such technology. The qualitative data were analyzed through descriptive and multivariate analyses, including correspondence and cluster analyses, so as to group companies with similar behavior concerning the use of tracking systems. In general, the use of satellite systems predominated, though they had higher prices than the radio/satellite systems. However, in both types of systems there was a preference to track high aggregate value freights, such as medicines, electronic products, chemical products and processed agricultural products. Although this technology was recommended for logistics and freight security reasons, its use in São Paulo city has mainly proliferated in the area of risk management, as a consequence of the increase in the number of robberies. On the other hand, it was verified that cultural, social and technological changes are needed for trucking companies to better capture the benefits of the use of the system. Many of them can be exploited only in the presence of changes in the internal dynamics of firms and observing a higher integration with other productive sectors.

A relevância da infraestrutura de transporte para incrementos em produtividade, induzindo ao desenvolvimento socioeconômico de determinada região é amplamente reconhecida. O Brasil, no entanto, apresenta sérias deficiências em relação à sua infraestrutura de transporte, oriundas de seu desenvolvimento histórico e da redução de níveis de investimentos públicos no setor nas últimas décadas. Estas deficiências traduzem-se em grande concentração no modal rodoviário para o transporte de cargas, menos eficiente do que os modais ferroviário e hidroviário, resultando em reduzida competitividade das organizações nacionais. Neste contexto, objetivou-se no presente trabalho a proposição de um modelo para avaliação e seleção de investimentos em infraestrutura de transporte de cargas, considerando-se seu caráter multidimensional. Para isso, foi proposta metodologia integrando os conceitos de análise de decisão multicritério e de programação matemática, representados pela teoria de utilidade multiatributo (Multi-Attribute Utility Theory - MAUT) e por problema de otimização de fluxos em rede (Minimum Cost Network Flow Problem - MCNFP), respectivamente. No desenvolvimento do modelo foram contemplados critérios de avaliação referentes às dimensões de análise financeira, operacional e ambiental. Posteriormente, foi considerada a aplicação de versões do modelo proposto com diferentes números de períodos de análise em caso ilustrativo, representativo da rede de transporte disponível e planejada da região Norte do Brasil. A aplicação das diversas versões do modelo proposto, de forma geral, apresentou resultados compatíveis com as teorias relacionadas à avaliação deste problema de decisão, incluindo indução à multimodalidade. Algumas versões do modelo apresentaram violações em algumas de suas restrições. Estes resultados adversos não foram plenamente eliminados, devido a limitações das ferramentas adotadas para aplicação. No entanto, foi possível a correção manual destas violações, resultando em soluções viáveis que, apesar de não serem consideradas ótimas, são mais completas do que soluções obtidas por meio de metodologias unidimensionais de análise. Por fim, foram apresentadas recomendações para condução de trabalhos futuros visando eliminação dos resultados adversos do modelo proposto e complementação de sua análise. / The role of transport infrastructure in productivity increases leading to regional social-economic development is widely recognized. Brazil, however, has serious deficiencies in its transport infrastructure, rooted in the country\'s historical development and in the recent decades\' reduction of public investment in the sector. These deficiencies can be observed in Brazil\'s strong focus on roads for cargo transportation, which besides being less efficient than rail and waterways, results in reduced competitiveness of national enterprises. In this context, the aim of this work was to propose a model for evaluating and selecting investments in freight\'s transportation infrastructure, considering its multidimensional character. It was proposed a methodology integrating the concepts of multi-criteria decision analysis and mathematical programming, represented by the Multi-Attribute Utility Theory (MAUT) along with the Minimum Cost Network Flow Problem (MCNFP). The developed model included financial, operational and environmental analysis evaluation criteria. Subsequently, this study applied the proposed model into a case study of the transportation network, available and planned, of the Northern region of Brazil. Overall, the application of various versions of the proposed model yielded results consistent with related evaluation and decision making theories, including induction of multimodality. Some versions of the model presented some violations of its restrictions. These adverse results were not fully eliminated due to the limitations of the application tools utilized. It was possible, however, to manually correct these violations and obtain viable solutions that, while cannot be considered optimal, are more complete than those obtained by single dimension analysis. Finally, recommendations were made for future studies aiming at eliminating the proposed model\'s adverse outcomes, and complementing its analysis.

O principal objetivo desta dissertação foi caracterizar o uso dos sistemas de rastreamento por satélite no transporte rodoviário de cargas, na cidade de São Paulo. Trata-se de uma tecnologia de ponta pouco estudada no Brasil, apesar de seu potencial de crescimento e importância econômica para o setor de transportes. Foram feitas entrevistas a partir de uma amostra aleatória de 26 transportadoras, mediante a aplicação de um questionário, para que se pudesse avaliar melhor o impacto desses sistemas nas transportadoras, em termos das principais ações tomadas pelas empresas para sua melhor adequação ao sistema, e em relação aos maiores benefícios obtidos pelas transportadoras com o uso dessa tecnologia. Além da análise descritiva dos dados, as variáveis qualitativas foram exploradas com maior profundidade por meio de análise multivariada, que incluiu análise de correspondência e de conglomerados, para agrupar empresas com comportamentos semelhantes em relação ao uso dos sistemas de rastreamento. De maneira geral, os sistemas que utilizavam apenas satélites dominaram o mercado, apesar de seus preços serem mais elevados em relação a sistemas que associavam rádio e satélite. Em ambos os casos havia preferência pelo rastreamento de cargas de alto valor agregado (medicamentos, produtos eletrônicos, cosméticos, produtos químicos, produtos agrícolas processados). Apesar dessa tecnologia ter sido recomendada tanto para logística como para segurança das cargas, seu emprego na cidade de São Paulo proliferou principalmente para o gerenciamento de risco, em função do aumento dos sinistros. Por outro lado, verificou-se que há necessidade de mudanças de ordem cultural, social e tecnológica nas transportadoras para que haja maior percepção dos benefícios do uso do sistema ao longo do tempo, uma vez que há muitos recursos que só poderão ser explorados se houver alteração na dinâmica interna das empresas e maior integração com outros setores produtivos. / The main objective of this dissertation was to analyze the use of the satellite tracking systems in freight highway transportation in São Paulo city. This edge technology has not been well studied in Brazil, in spite of its potential growth and increasing economic importance to the transportation sector. A questionnaire was applied to 26 randomly chosen trucking companies to better evaluate the impacts of these systems on the firms, in terms of their reaction and adjustment to the systems and their ability to benefit from the use of such technology. The qualitative data were analyzed through descriptive and multivariate analyses, including correspondence and cluster analyses, so as to group companies with similar behavior concerning the use of tracking systems. In general, the use of satellite systems predominated, though they had higher prices than the radio/satellite systems. However, in both types of systems there was a preference to track high aggregate value freights, such as medicines, electronic products, chemical products and processed agricultural products. Although this technology was recommended for logistics and freight security reasons, its use in São Paulo city has mainly proliferated in the area of risk management, as a consequence of the increase in the number of robberies. On the other hand, it was verified that cultural, social and technological changes are needed for trucking companies to better capture the benefits of the use of the system. Many of them can be exploited only in the presence of changes in the internal dynamics of firms and observing a higher integration with other productive sectors.

Submitted by Daniella Santos (daniella.santos@ufma.br) on 2017-11-22T16:02:27Z No. of bitstreams: 1 HeygonAraújo.pdf: 4678551 bytes, checksum: 923410aa48c69f8cf3b40b930eaa71fb (MD5) / Made available in DSpace on 2017-11-22T16:02:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 HeygonAraújo.pdf: 4678551 bytes, checksum: 923410aa48c69f8cf3b40b930eaa71fb (MD5) Previous issue date: 2017-07-13 / The definition of the best sequence on route duplication of freight systems consists of a complex NP-hard problem. There exists a huge variety of meta-heuristics (MH) capable of generating satisfactory solutions. However, it is fastidious to know which MH will produce the best solution for a Duplication Sequence Problem (DSP). This paper proposes a process development methodology which guides to evaluate the best duplication sequence comparing the MH’s performance with existing approaches such as linear analytical method (LAM), and thus to ensure that the system has its capacity maximized in the possible shortest time interval. If this sequence is prioritized incorrectly, it tends to generate wastes such as time and currency in new routes which will not add system capacity in short term. The potential of this methodology is demonstrated by a case study in railways. / A definição da sequência ótima de duplicação em vias de sistemas de transportes de cargas consiste de um problema de complexidade intratável. Existem uma grande variedade de Meta-heurísticas (MHs) capazes de gerar soluções satisfatórias. Entretanto, é fastidioso conhecer a MH que produzirá a melhor solução para um dado Problema de Sequenciamento de Duplicação (PSD) . Não há na literatura uma metodologia para estruturar, planejar e controlar algoritmos e processos na modelagem das variedade de MHs aplicadas para encontrar a solução ótima neste tipo de problema. Este trabalho apresenta uma metodologia de desenvolvimento de processo o qual busca pela sequência ótima de duplicação em um dado sistema de transporte comparando a performance de MH com abordagens existentes, tais como método analítico lineares (MALs), e desta forma garantir que o sistema tenha sua capacidade maximizada no menor intervalo de tempo possível. Caso esta sequência seja priorizada de forma incorreta, a tendência será o desperdício de tempo e dinheiro em novas vias as quais não agrerarão capacidade ao sistema no curto prazo. O potencial desta metodologia é demonstrado através de um estudo de caso em ferrovias.

This dissertation focuses on topics related to the value of real-time information and/or to supply uncertainties due to uncertain lead-times and yields in supply chains. The first two of these topics address issues associated with freight transportation, while the remaining two topics are concerned with inventory replenishment. We first assess the value of dynamic tour determination for the traveling salesman problem (TSP). Given a network with traffic dynamics that can be modeled as a Markov chain, we present a policy determination procedure that optimally builds a tour dynamically. We then explore the potential for expected total travel cost reduction due to dynamic tour determination, relative to two a priori tour determination procedures. Second, we consider the situation where the decision to continue or abort transporting perishable freight from an origin to a destination can be made at intermediate locations, based on real-time freight status monitoring. We model the problem as a partially observed Markov decision process (POMDP) and develop an efficient procedure for determining an optimal policy. We determine structural characteristics of an optimal policy and upper and lower bounds on the optimal reward function. Third, we analyze a periodic review inventory control problem with lost sales and random yields and present conditions that guarantee the existence of an optimal policy having a so-called staircase structure. We make use of this structure to accelerate both value iteration and policy evaluation. Lastly, we examine a model of inventory replenishment where both lead time and supply qualities are uncertain. We model this problem as an MDP and show that the weighted sum of inventory in transit and inventory at the destination is a sufficient statistic, assuming that random shrinkage can occur from the origin to the supply system or destination, shrinkage is deterministic within the supply system and from the supply system to the destination, and no shrinkage occurs once goods reach the destination.

The present work focusses on the rational and complex use of land and water transport, depending of the type of goods, technical characteristics of particular transport facilities (speed, capacity, environmental pollution, fuel consumption) and the particular meand of transport (automobiles, rail transport or ships).

The present work focusses on the rational and complex use of land and water transport, depending on the type of goods, technical charakteristics of particular transport facilieties (speed, capacity, environmental pollution, fuel consumption, etc.) and the particular means of transport (automobiles, rail transport or ships).

O planejamento operacional de um sistema de transporte de longa distância implica resolver um problema de otimização de rede dinâmica, visando a efetuar, de forma eficaz e eficiente, o atendimento às demandas de cargas, utilizando a capacidade de transporte disponível. A metodologia de solução proposta utiliza a abordagem de Rede de Filas Logísticas, a qual substitui o processo de otimização global da rede (usualmente utilizando Programação Linear Inteira) por um modelo de Programação Dinâmica Estocástica, Aproximada e Adaptativa, que permite a resolução de uma série de subproblemas delimitados no tempo, reduzindo sensivelmente a quantidade de variáveis envolvidas. Este método permite a utilização de modelos matemáticos mais realistas em horizontes de planejamento mais amplos. O presente trabalho estende os modelos encontrados na Literatura, aplicando o método a problemas de maior complexidade, incluindo a consideração de frotas heterogêneas de veículos, janelas de início de atendimento, utilização de terceiros transportadores e penalidades pelo não atendimento das demandas. São apresentados exemplos de problemas experimentais submetidos com sucesso à técnica desenvolvida. O trabalho inclui ainda o delineamento de um Sistema de Apoio à Decisão incorporando a metodologia proposta. / Operational planning of a long haul transportation system implies to solve a dynamic network optimization problem, aiming to perform the freight movements in an efficient and effective way, while utilizing the available transportation capacity. The proposed solution methodology utilizes the Logistic Queueing Network approach, replacing the network global optimization process through Integer Linear Programming by a model of Stochastic, Approximate and Adaptive Dynamic Programming, which allows the resolution of a sequence of sub- problems delimited in time, strongly reducing the quantity of variables involved. This method allows the utilization of more realistic mathematical models in a broader planning horizon. The research extends models found in the literature to solve more complex problems, including the consideration of heterogeneous fleet of vehicles, time windows, third party vehicles and penalties for not attendance of demands. Experimental problems solved successfully with the developed technique are presented. The work also presents the delineation of a Decision Support System incorporating the proposed methodology.

A relevância da infraestrutura de transporte para incrementos em produtividade, induzindo ao desenvolvimento socioeconômico de determinada região é amplamente reconhecida. O Brasil, no entanto, apresenta sérias deficiências em relação à sua infraestrutura de transporte, oriundas de seu desenvolvimento histórico e da redução de níveis de investimentos públicos no setor nas últimas décadas. Estas deficiências traduzem-se em grande concentração no modal rodoviário para o transporte de cargas, menos eficiente do que os modais ferroviário e hidroviário, resultando em reduzida competitividade das organizações nacionais. Neste contexto, objetivou-se no presente trabalho a proposição de um modelo para avaliação e seleção de investimentos em infraestrutura de transporte de cargas, considerando-se seu caráter multidimensional. Para isso, foi proposta metodologia integrando os conceitos de análise de decisão multicritério e de programação matemática, representados pela teoria de utilidade multiatributo (Multi-Attribute Utility Theory - MAUT) e por problema de otimização de fluxos em rede (Minimum Cost Network Flow Problem - MCNFP), respectivamente. No desenvolvimento do modelo foram contemplados critérios de avaliação referentes às dimensões de análise financeira, operacional e ambiental. Posteriormente, foi considerada a aplicação de versões do modelo proposto com diferentes números de períodos de análise em caso ilustrativo, representativo da rede de transporte disponível e planejada da região Norte do Brasil. A aplicação das diversas versões do modelo proposto, de forma geral, apresentou resultados compatíveis com as teorias relacionadas à avaliação deste problema de decisão, incluindo indução à multimodalidade. Algumas versões do modelo apresentaram violações em algumas de suas restrições. Estes resultados adversos não foram plenamente eliminados, devido a limitações das ferramentas adotadas para aplicação. No entanto, foi possível a correção manual destas violações, resultando em soluções viáveis que, apesar de não serem consideradas ótimas, são mais completas do que soluções obtidas por meio de metodologias unidimensionais de análise. Por fim, foram apresentadas recomendações para condução de trabalhos futuros visando eliminação dos resultados adversos do modelo proposto e complementação de sua análise. / The role of transport infrastructure in productivity increases leading to regional social-economic development is widely recognized. Brazil, however, has serious deficiencies in its transport infrastructure, rooted in the country\'s historical development and in the recent decades\' reduction of public investment in the sector. These deficiencies can be observed in Brazil\'s strong focus on roads for cargo transportation, which besides being less efficient than rail and waterways, results in reduced competitiveness of national enterprises. In this context, the aim of this work was to propose a model for evaluating and selecting investments in freight\'s transportation infrastructure, considering its multidimensional character. It was proposed a methodology integrating the concepts of multi-criteria decision analysis and mathematical programming, represented by the Multi-Attribute Utility Theory (MAUT) along with the Minimum Cost Network Flow Problem (MCNFP). The developed model included financial, operational and environmental analysis evaluation criteria. Subsequently, this study applied the proposed model into a case study of the transportation network, available and planned, of the Northern region of Brazil. Overall, the application of various versions of the proposed model yielded results consistent with related evaluation and decision making theories, including induction of multimodality. Some versions of the model presented some violations of its restrictions. These adverse results were not fully eliminated due to the limitations of the application tools utilized. It was possible, however, to manually correct these violations and obtain viable solutions that, while cannot be considered optimal, are more complete than those obtained by single dimension analysis. Finally, recommendations were made for future studies aiming at eliminating the proposed model\'s adverse outcomes, and complementing its analysis.