Estratégias de Programação Inteira para o VRPTW na logística de entregas urbanas expressas de última milha em grandes instâncias reais de cidades brasileiras
| dc.contributor.advisor1 | Rodrigues, Rosiane de Freitas | |
| dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/8358219976594707 | eng |
| dc.contributor.referee1 | Barreto, Raimundo da Silva | |
| dc.contributor.referee1Lattes | http://lattes.cnpq.br/1132672107627968 | eng |
| dc.contributor.referee2 | Amorim, Rainer Xavier de | |
| dc.contributor.referee2Lattes | http://lattes.cnpq.br/6851610498599368 | eng |
| dc.contributor.referee3 | Rocha, Augusto César Barreto | |
| dc.contributor.referee3Lattes | http://lattes.cnpq.br/6306182798861780 | eng |
| dc.creator | Rosas, Juan Soares | |
| dc.creator.Lattes | https://lattes.cnpq.br/7917300221976918 | eng |
| dc.date.issued | 2025-12-29 | |
| dc.description.abstract | Driven by the COVID-19 pandemic and sustained by the country’s economic recov- ery, the growth of e-commerce in Brazil has been enormous, keeping pace with the rest of the world. This expansion has posed a significant challenge for companies, with more complex logistics, same-day delivery, and various time constraints. Given this context, this dissertation explores integer programming strategies to model and solve the dynamic and stochastic aspects of routing problems in express urban delivery logistics, focusing on large Brazilian cities, as represented by the Vehicle Routing Problem with Time Windows (VRPTW). The VRPTW is a complex combinatorial optimization problem that involves finding the most efficient routes for a fleet of vehicles to serve a set of customers, each with a specific time window for service, and that extends the classical NP-hard VRP by impos- ing temporal constraints on the existing. The primary objective is to minimize total travel costs (in terms of distance or time). To solve this problem, integer programming formula- tions implemented in the CPLEX tools were investigated, which use the Branch-and-Cut method, and a purpose-built tool for solving VRPs, VRPSolver, which uses the Branch- and-Price column generation method, where subproblems are modeled as shortest-path problems with resource constraints. In particular, the VRPSolver strategy was tested on three sets of instances: (1) classic artificial Solomon instances; (2) large real urban in- stances of Brazilian cities adapted from the loggiBUD benchmark, from the repository of the express delivery company Loggi, a partner in the research project; (3) and a new set of instances generated from the state of Amazonas (Manaus and some adjacent cities). The results were satisfactory, with the column generation method used by VRPSolver showing better performance in VRPTW, especially when time windows are tighter, as well as in large real urban instances of Brazilian cities, validating its applicability in real- istic logistics scenarios, and with the conducted investigation presenting possibilities for understanding and mitigating logistical complexity in the Brazilian Amazon region. | eng |
| dc.description.resumo | Impulsionado pela pandemia da COVID-19 e mantido em alta pela recuperação eco- nômica do país, o crescimento do comércio eletrônico no Brasil foi enorme, acompa- nhando o restante do mundo. Essa expansão impôs um grande desafio às empresas, com logística mais complexa envolvendo entregas no mesmo dia (same-day delivery) e di- versas restrições de prazo. Dado este contexto, nesta dissertação são exploradas estraté- gias de programação inteira para modelar e resolver aspectos dinâmicos e estocásticos de problemas de roteamento envolvidos na logística de entregas urbanas expressas, conside- rando grandes cidades brasileiras, representados pelo Problema de Roteamento de Veícu- los com Janelas de Tempo (Vehicle Routing Problem with Time Windows - VRPTW). O VRPTW é um problema complexo de otimização combinatória que envolve encontrar as rotas mais eficientes para uma frota de veículos atender a um conjunto de clientes, cada um com uma janela de tempo específica para atendimento, e que estende o VRP clássico, computacionalmente NP-difícil, ao impor restrições temporais às restrições existentes. O objetivo principal é minimizar os custos totais de deslocamento (distância ou tempo, geralmente). Para resolver esse problema, foram investigadas formulações em progra- mação inteira implementadas nas ferramentas CPLEX, que utiliza o método de cortes Branch-and-Cut, e também uma ferramenta de propósito específico para resolução de VRPs, o VRPSolver, que utiliza o método de geração de colunas Branch-and-Price, em que os subproblemas são modelados como problemas de caminho mínimo com restrições de recursos. Em destaque, a estratégia via VRPSolver foi testada em três conjuntos de instâncias: (1) instâncias clássicas artificiais de Solomon; (2) grandes instâncias urbanas reais de cidades brasileiras adaptadas do benchmark loggiBUD, do repositório da empresa de entregas expressas Loggi, parceira no projeto de pesquisa; (3) e um conjunto novo de instâncias geradas do estado do Amazonas (Manaus e algumas cidades adjacentes). Os resultados foram satisfatórios, onde o método de geração de colunas utilizado pelo VRP- Solver apresentou melhor desempenho no VRPTW, especialmente quando as janelas de tempo são mais justas, bem como em grandes instâncias urbanas reais de cidades bra- sileiras, validando sua aplicabilidade em cenários logísticos realistas e com a presente investigação apresentando possibilidades de entendimento e mitigação da complexidade logística na Amazônia. | eng |
| dc.description.sugestao | Olha, o TEDE da UFAM me surpreendeu positivamente. No fim do mestrado a gente já está exausto, e o medo era que a entrega final fosse mais uma dor de cabeça, mas foi o contrário. O sistema é direto ao ponto e o autodepósito é bem mais simples do que eu imaginava. | eng |
| dc.format | application/pdf | * |
| dc.identifier.citation | ROSAS, Juan Soares. Estratégias de Programação Inteira para o VRPTW na logística de entregas urbanas expressas de última milha em grandes instâncias reais de cidades brasileiras. 2025. 99 f. Dissertação (Mestrado em Informática) - Universidade Federal do Amazonas, Manaus (AM), 2025. | eng |
| dc.identifier.uri | https://tede.ufam.edu.br/handle/tede/11658 | |
| dc.language | por | eng |
| dc.publisher | Universidade Federal do Amazonas | eng |
| dc.publisher.country | Brasil | eng |
| dc.publisher.department | Instituto de Computação | eng |
| dc.publisher.initials | UFAM | eng |
| dc.publisher.program | Programa de Pós-graduação em Informática | eng |
| dc.rights | Acesso Aberto | |
| dc.rights.uri | https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ | por |
| dc.subject | Branch-cut-and-Price | por |
| dc.subject | Geração de Colunas | por |
| dc.subject | Otimização Combinatória | por |
| dc.subject | Problemas de roteamento | por |
| dc.subject | Programação Inteira | por |
| dc.subject | VRPsolver | por |
| dc.subject.cnpq | ENGENHARIAS: ENGENHARIA DE TRANSPORTES: PLANEJAMENTO DE TRANSPORTES: PLANEJAMENTO E ORGANIZACAO DO SISTEMA DE TRANSPORTE | eng |
| dc.subject.cnpq | CIENCIAS EXATAS E DA TERRA: MATEMATICA: MATEMATICA APLICADA: MATEMATICA DISCRETA E COMBINATORIA | eng |
| dc.subject.cnpq | CIENCIAS EXATAS E DA TERRA: CIENCIA DA COMPUTACAO | eng |
| dc.subject.other | Otimização Combinatória | por |
| dc.subject.other | Custo-benefício | por |
| dc.thumbnail.url | https://tede.ufam.edu.br/retrieve/93696/DISS_JuanRosas_PPGI.pdf.jpg | * |
| dc.title | Estratégias de Programação Inteira para o VRPTW na logística de entregas urbanas expressas de última milha em grandes instâncias reais de cidades brasileiras | eng |
| dc.title.alternative | Integer programming strategies for the VRPTW in last-mile express urban delivery logistics on large real-world instances from brazilian cities | eng |
| dc.type | Dissertação | eng |
