Modelo de otimização e simulação para o problema de roteamento de veículos com janelas de tempo e incerteza nos tempos de viagem
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Data de Publicação: | 2021 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFMG |
Texto Completo: | http://hdl.handle.net/1843/37356 |
Resumo: | O Problema de Roteamento de Veículos com Janelas de Atendimento (PRV-JA) é um problema de otimização combinatória com várias aplicações em logística. Seu objetivo é estabelecer rotas para que um conjunto de veículos atenda às demandas de um conjunto de clientes durante seus períodos de disponibilidade com menor custo possível. Modelos tradicionais consideram tempos fixos de serviço e deslocamento, o que pode gerar soluções ruins ou até mesmo impraticáveis em problemas reais, onde há incerteza envolvida. Neste trabalho, primeiramente as metaheurísticas ILS+VND são usadas para resolver o PRV-JA da forma tradicional, com o único objetivo de minimizar o custo. Então, os tempos de viagem e atendimento da solução final são substituídos por funções de densidade de probabilidade e simulações de Monte Carlo são usadas para avaliar o risco de não respeitar a disponibilidade dos clientes. Experimentos mostram que o nível de influência da incerteza depende das características de cada instância. Identificado o efeito da incerteza na qualidade das soluções, um modelo de otimização multiobjetivo é proposto visando minimizar simultaneamente custo e risco. Uma abordagem que combina otimização e simulação é adotada, onde o custo é calculado de forma determinística e o risco é estimado a partir de simulações de Monte Carlo. Três variações do NSGA-II são propostas para resolver o problema e três métricas de performance são aplicadas às fronteiras Pareto para medir a qualidade das soluções encontradas por cada algoritmo. Os resultados mostraram que soluções obtidas consideram uma boa relação custo-benefício entre custo e risco. |
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Então, os tempos de viagem e atendimento da solução final são substituídos por funções de densidade de probabilidade e simulações de Monte Carlo são usadas para avaliar o risco de não respeitar a disponibilidade dos clientes. Experimentos mostram que o nível de influência da incerteza depende das características de cada instância. Identificado o efeito da incerteza na qualidade das soluções, um modelo de otimização multiobjetivo é proposto visando minimizar simultaneamente custo e risco. Uma abordagem que combina otimização e simulação é adotada, onde o custo é calculado de forma determinística e o risco é estimado a partir de simulações de Monte Carlo. Três variações do NSGA-II são propostas para resolver o problema e três métricas de performance são aplicadas às fronteiras Pareto para medir a qualidade das soluções encontradas por cada algoritmo. Os resultados mostraram que soluções obtidas consideram uma boa relação custo-benefício entre custo e risco.The Vehicle Routing Problem with Time Windows (VRP-TW) is a combinatorial optimization problem with many applications in logistics areas. Its goal is to determine routes for the available vehicles to attend the demands of a set of customers during their available times with minimum cost. Traditional models use fixed service and travel times, which may lead to bad or even impractical solutions in real world-problems, where there is uncertainty. In this work, metaheuristics ILS+VND are initially used to solve the VRP-TW in the traditional way, with the only objective of minimizing cost. Then, the travel and attendance times are replaced by probability density functions and Monte Carlo simulations are used to evaluate the risk of not respecting customers’ availability. Experiments show the level of uncertainty effect depends on instance characteristics. A multiobjective optimization model to minimize cost and risk simultaneously is proposed once the uncertainty effect is identified. An approach combining optimization and simulation is adopted, where the cost is calculated deterministically and Monte Carlo simulations are used to estimate the risk. Three NSGA-II variations are proposed to solve the problem and three performance metrics are applied to the estimated Pareto fronts to measure the solution quality obtained by each algorithm. The results show the solutions found have a nice trade-off between cost and risk.CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorporUniversidade Federal de Minas GeraisPrograma de Pós-Graduação em Engenharia ElétricaUFMGBrasilENG - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICAhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/pt/info:eu-repo/semantics/openAccessEngenharia elétricaMétodo de Monte CarloProblema de roteamento de veículos com janelas de atendimento estocásticoILSNSGAIISimulação de Monte CarloModelo de otimização e simulação para o problema de roteamento de veículos com janelas de tempo e incerteza nos tempos de viageminfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisreponame:Repositório Institucional da UFMGinstname:Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)instacron:UFMGORIGINALDissertacao_fichac_termoa_pdfa.pdfDissertacao_fichac_termoa_pdfa.pdfapplication/pdf2065510https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/37356/1/Dissertacao_fichac_termoa_pdfa.pdfb2f15d54ebe9f27249c962d739e041f5MD51CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8811https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/37356/2/license_rdfcfd6801dba008cb6adbd9838b81582abMD52LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-82118https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/37356/3/license.txtcda590c95a0b51b4d15f60c9642ca272MD531843/373562021-08-09 14:55:32.888oai:repositorio.ufmg.br:1843/37356TElDRU7Dh0EgREUgRElTVFJJQlVJw4fDg08gTsODTy1FWENMVVNJVkEgRE8gUkVQT1NJVMOTUklPIElOU1RJVFVDSU9OQUwgREEgVUZNRwoKQ29tIGEgYXByZXNlbnRhw6fDo28gZGVzdGEgbGljZW7Dp2EsIHZvY8OqIChvIGF1dG9yIChlcykgb3UgbyB0aXR1bGFyIGRvcyBkaXJlaXRvcyBkZSBhdXRvcikgY29uY2VkZSBhbyBSZXBvc2l0w7NyaW8gSW5zdGl0dWNpb25hbCBkYSBVRk1HIChSSS1VRk1HKSBvIGRpcmVpdG8gbsOjbyBleGNsdXNpdm8gZSBpcnJldm9nw6F2ZWwgZGUgcmVwcm9kdXppciBlL291IGRpc3RyaWJ1aXIgYSBzdWEgcHVibGljYcOnw6NvIChpbmNsdWluZG8gbyByZXN1bW8pIHBvciB0b2RvIG8gbXVuZG8gbm8gZm9ybWF0byBpbXByZXNzbyBlIGVsZXRyw7RuaWNvIGUgZW0gcXVhbHF1ZXIgbWVpbywgaW5jbHVpbmRvIG9zIGZvcm1hdG9zIMOhdWRpbyBvdSB2w61kZW8uCgpWb2PDqiBkZWNsYXJhIHF1ZSBjb25oZWNlIGEgcG9sw610aWNhIGRlIGNvcHlyaWdodCBkYSBlZGl0b3JhIGRvIHNldSBkb2N1bWVudG8gZSBxdWUgY29uaGVjZSBlIGFjZWl0YSBhcyBEaXJldHJpemVzIGRvIFJJLVVGTUcuCgpWb2PDqiBjb25jb3JkYSBxdWUgbyBSZXBvc2l0w7NyaW8gSW5zdGl0dWNpb25hbCBkYSBVRk1HIHBvZGUsIHNlbSBhbHRlcmFyIG8gY29udGXDumRvLCB0cmFuc3BvciBhIHN1YSBwdWJsaWNhw6fDo28gcGFyYSBxdWFscXVlciBtZWlvIG91IGZvcm1hdG8gcGFyYSBmaW5zIGRlIHByZXNlcnZhw6fDo28uCgpWb2PDqiB0YW1iw6ltIGNvbmNvcmRhIHF1ZSBvIFJlcG9zaXTDs3JpbyBJbnN0aXR1Y2lvbmFsIGRhIFVGTUcgcG9kZSBtYW50ZXIgbWFpcyBkZSB1bWEgY8OzcGlhIGRlIHN1YSBwdWJsaWNhw6fDo28gcGFyYSBmaW5zIGRlIHNlZ3VyYW7Dp2EsIGJhY2stdXAgZSBwcmVzZXJ2YcOnw6NvLgoKVm9jw6ogZGVjbGFyYSBxdWUgYSBzdWEgcHVibGljYcOnw6NvIMOpIG9yaWdpbmFsIGUgcXVlIHZvY8OqIHRlbSBvIHBvZGVyIGRlIGNvbmNlZGVyIG9zIGRpcmVpdG9zIGNvbnRpZG9zIG5lc3RhIGxpY2Vuw6dhLiBWb2PDqiB0YW1iw6ltIGRlY2xhcmEgcXVlIG8gZGVww7NzaXRvIGRlIHN1YSBwdWJsaWNhw6fDo28gbsOjbywgcXVlIHNlamEgZGUgc2V1IGNvbmhlY2ltZW50bywgaW5mcmluZ2UgZGlyZWl0b3MgYXV0b3JhaXMgZGUgbmluZ3XDqW0uCgpDYXNvIGEgc3VhIHB1YmxpY2HDp8OjbyBjb250ZW5oYSBtYXRlcmlhbCBxdWUgdm9jw6ogbsOjbyBwb3NzdWkgYSB0aXR1bGFyaWRhZGUgZG9zIGRpcmVpdG9zIGF1dG9yYWlzLCB2b2PDqiBkZWNsYXJhIHF1ZSBvYnRldmUgYSBwZXJtaXNzw6NvIGlycmVzdHJpdGEgZG8gZGV0ZW50b3IgZG9zIGRpcmVpdG9zIGF1dG9yYWlzIHBhcmEgY29uY2VkZXIgYW8gUmVwb3NpdMOzcmlvIEluc3RpdHVjaW9uYWwgZGEgVUZNRyBvcyBkaXJlaXRvcyBhcHJlc2VudGFkb3MgbmVzdGEgbGljZW7Dp2EsIGUgcXVlIGVzc2UgbWF0ZXJpYWwgZGUgcHJvcHJpZWRhZGUgZGUgdGVyY2Vpcm9zIGVzdMOhIGNsYXJhbWVudGUgaWRlbnRpZmljYWRvIGUgcmVjb25oZWNpZG8gbm8gdGV4dG8gb3Ugbm8gY29udGXDumRvIGRhIHB1YmxpY2HDp8OjbyBvcmEgZGVwb3NpdGFkYS4KCkNBU08gQSBQVUJMSUNBw4fDg08gT1JBIERFUE9TSVRBREEgVEVOSEEgU0lETyBSRVNVTFRBRE8gREUgVU0gUEFUUk9Dw41OSU8gT1UgQVBPSU8gREUgVU1BIEFHw4pOQ0lBIERFIEZPTUVOVE8gT1UgT1VUUk8gT1JHQU5JU01PLCBWT0PDiiBERUNMQVJBIFFVRSBSRVNQRUlUT1UgVE9ET1MgRSBRVUFJU1FVRVIgRElSRUlUT1MgREUgUkVWSVPDg08gQ09NTyBUQU1Cw4lNIEFTIERFTUFJUyBPQlJJR0HDh8OVRVMgRVhJR0lEQVMgUE9SIENPTlRSQVRPIE9VIEFDT1JETy4KCk8gUmVwb3NpdMOzcmlvIEluc3RpdHVjaW9uYWwgZGEgVUZNRyBzZSBjb21wcm9tZXRlIGEgaWRlbnRpZmljYXIgY2xhcmFtZW50ZSBvIHNldSBub21lKHMpIG91IG8ocykgbm9tZXMocykgZG8ocykgZGV0ZW50b3IoZXMpIGRvcyBkaXJlaXRvcyBhdXRvcmFpcyBkYSBwdWJsaWNhw6fDo28sIGUgbsOjbyBmYXLDoSBxdWFscXVlciBhbHRlcmHDp8OjbywgYWzDqW0gZGFxdWVsYXMgY29uY2VkaWRhcyBwb3IgZXN0YSBsaWNlbsOnYS4KRepositório de PublicaçõesPUBhttps://repositorio.ufmg.br/oaiopendoar:2021-08-09T17:55:32Repositório Institucional da UFMG - Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)false |
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