Un enfoque de programación lineal entera para el problema de ruteo de vehículos con subentregas de alcance limitado

Autores
Skakovsky, Luciana
Año de publicación
2025
Idioma
español castellano
Tipo de recurso
tesis de grado
Estado
versión publicada
Colaborador/a o director/a de tesis
Méndez Díaz, Isabel
Zabala, Paula Lorena
Descripción
El Problema de Ruteo de Vehículos (VRP) es una familia de problemas de Optimización Combinatoria donde el objetivo es planificar la distribución ́de bienes mediante vehículos desde uno o mas depósitos para satisfacer las demandas de clientes. Este problema presenta muchas variantes, principalmente basadas en restricciones operativas que dependen del escenario de aplicación que se esté tratando. Si bien en la versión clásica todas las demandas son satisfechas por los vehículos que parten desde los depósitos y visitan a cada cliente, en los últimos a nos se ha comenzado a considerar la interacción entre diferentes tipos de transporte con el objetivo de mejorar la eficiencia logística. En la variante que trata este trabajo, se considera la interacción entre un camión principal y vehículos auxiliares. El camión principal sale del depósito con la carga correspondiente a todos los pedidos. Al visitar a un cliente, ademas de satisfacer el pedido correspondiente, puede entregar los pedidos de algunos clientes a un vehículo auxiliar que realizar ́a la distribución de los mismos. El vehículo auxiliar tiene la restricción de que el recorrido para entregar los pedidos asignados no puede tener un costo mayor a determinado valor, asumiendo que comienza en la parada donde recibió los pedidos y debe retornar al mismo lugar. El problema entonces consiste en determinar la ruta del vehículo principal, saliendo y retornando al deposito y qué entregas deriva a vehículos auxiliares, con el objetivo de minimizar costos. En este trabajo se propone un modelo de programación lineal entera para el problema, y se analiza la performance de un algoritmo branch-and-cut basado en dicho modelo, utilizando instancias generadas a partir de parámetros específicos. Además, se desarrollan heurísticas para acelerar la obtención de soluciones factibles iniciales, así como planos de corte diseñados para mejorar la eficiencia del proceso de ramificación. Se propone ademas una metaheurística GRASP cuya performance es evaluada.
The Vehicle Routing Problem (VRP) is a family of Combinatorial Optimization problems whose objective is to plan the distribution of goods from one or more depots to satisfy customer demands. This problem has many variants, mainly based on operational constraints that depend on the specific application scenario. While in the classical version all demands are fulfilled by vehicles that depart from the depots and visit each customer, in recent years the interaction between different types of transportation has begun to be considered, aiming to improve logistical efficiency. In the variant addressed in this work, the interaction between a main truck and auxiliary vehicles is considered. The main truck departs from the depot carrying the total load for all orders. When visiting a customer, besides delivering the corresponding order, it can also hand over some orders to an auxiliary vehicle, which will handle their distribution. The auxiliary vehicle is restricted in that its delivery route for the assigned orders cannot exceed a given cost, assuming it starts from the handover point and must return to the same location. The problem then consists of determining the route of the main vehicle, departing from and returning to the depot, and deciding which deliveries are delegated to auxiliary vehicles, with the objective of minimizing costs. In this work, an integer linear programming model is proposed for the problem, and the performance of a branch-and-cut algorithm based on this model is analyzed, using instances generated from specific parameters. Additionally, heuristics are developed to speed up the generation of initial feasible solutions, as well as cutting planes designed to improve the efficiency of the branching process. A GRASP metaheuristic is also proposed and its performance is evaluated.
Fil: Skakovsky, Luciana. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.
Materia
OPTIMIZACION COMBINATORIA
PROGRAMACION LINEAL ENTERA
RUTEO DE VEHICULOS
COMBINATORIAL OPTIMIZATION
LINEAR INTEGER PROGRAMMING
VEHICLE ROUTING PROBLEM
Nivel de accesibilidad
acceso abierto
Condiciones de uso
https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar
Repositorio
Biblioteca Digital (UBA-FCEN)
Institución
Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales
OAI Identificador
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Acceder
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En la variante que trata este trabajo, se considera la interacción entre un camión principal y vehículos auxiliares. El camión principal sale del depósito con la carga correspondiente a todos los pedidos. Al visitar a un cliente, ademas de satisfacer el pedido correspondiente, puede entregar los pedidos de algunos clientes a un vehículo auxiliar que realizar ́a la distribución de los mismos. El vehículo auxiliar tiene la restricción de que el recorrido para entregar los pedidos asignados no puede tener un costo mayor a determinado valor, asumiendo que comienza en la parada donde recibió los pedidos y debe retornar al mismo lugar. El problema entonces consiste en determinar la ruta del vehículo principal, saliendo y retornando al deposito y qué entregas deriva a vehículos auxiliares, con el objetivo de minimizar costos. En este trabajo se propone un modelo de programación lineal entera para el problema, y se analiza la performance de un algoritmo branch-and-cut basado en dicho modelo, utilizando instancias generadas a partir de parámetros específicos. Además, se desarrollan heurísticas para acelerar la obtención de soluciones factibles iniciales, así como planos de corte diseñados para mejorar la eficiencia del proceso de ramificación. Se propone ademas una metaheurística GRASP cuya performance es evaluada.The Vehicle Routing Problem (VRP) is a family of Combinatorial Optimization problems whose objective is to plan the distribution of goods from one or more depots to satisfy customer demands. This problem has many variants, mainly based on operational constraints that depend on the specific application scenario. While in the classical version all demands are fulfilled by vehicles that depart from the depots and visit each customer, in recent years the interaction between different types of transportation has begun to be considered, aiming to improve logistical efficiency. In the variant addressed in this work, the interaction between a main truck and auxiliary vehicles is considered. The main truck departs from the depot carrying the total load for all orders. When visiting a customer, besides delivering the corresponding order, it can also hand over some orders to an auxiliary vehicle, which will handle their distribution. The auxiliary vehicle is restricted in that its delivery route for the assigned orders cannot exceed a given cost, assuming it starts from the handover point and must return to the same location. The problem then consists of determining the route of the main vehicle, departing from and returning to the depot, and deciding which deliveries are delegated to auxiliary vehicles, with the objective of minimizing costs. In this work, an integer linear programming model is proposed for the problem, and the performance of a branch-and-cut algorithm based on this model is analyzed, using instances generated from specific parameters. Additionally, heuristics are developed to speed up the generation of initial feasible solutions, as well as cutting planes designed to improve the efficiency of the branching process. A GRASP metaheuristic is also proposed and its performance is evaluated.Fil: Skakovsky, Luciana. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.Universidad de Buenos Aires. 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The Vehicle Routing Problem (VRP) is a family of Combinatorial Optimization problems whose objective is to plan the distribution of goods from one or more depots to satisfy customer demands. This problem has many variants, mainly based on operational constraints that depend on the specific application scenario. While in the classical version all demands are fulfilled by vehicles that depart from the depots and visit each customer, in recent years the interaction between different types of transportation has begun to be considered, aiming to improve logistical efficiency. In the variant addressed in this work, the interaction between a main truck and auxiliary vehicles is considered. The main truck departs from the depot carrying the total load for all orders. When visiting a customer, besides delivering the corresponding order, it can also hand over some orders to an auxiliary vehicle, which will handle their distribution. The auxiliary vehicle is restricted in that its delivery route for the assigned orders cannot exceed a given cost, assuming it starts from the handover point and must return to the same location. The problem then consists of determining the route of the main vehicle, departing from and returning to the depot, and deciding which deliveries are delegated to auxiliary vehicles, with the objective of minimizing costs. In this work, an integer linear programming model is proposed for the problem, and the performance of a branch-and-cut algorithm based on this model is analyzed, using instances generated from specific parameters. Additionally, heuristics are developed to speed up the generation of initial feasible solutions, as well as cutting planes designed to improve the efficiency of the branching process. A GRASP metaheuristic is also proposed and its performance is evaluated.
Fil: Skakovsky, Luciana. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.
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