Integração de problemas de roteirização, estoque, produção e gerenciamento de frotas em cadeia de suprimentos de dois elos

Abstract

Resumo: Este trabalho apresenta uma integracao dos problemas de roteirizacao, estoque, producao e gerenciamento de frotas em uma cadeia de suprimentos de dois elos. Os problemas integrados emergem no paradigma dos sistemas vendor-managed inventory, quando as decisoes sao centralizadas em multiplos depositos, que devem decidir quando e quanto coletar de materia-prima dos fornecedores, quanto estocar de produto final e como atender as demandas dos clientes ao longo do horizonte de planejamento. Quando a frota e terceirizada, os depositos devem determinar quando alugar os veiculos, quando efetuar a limpeza desses veiculos, a fim de habilitar novas rotas, e quando devolve-los para a locadora. Adicionalmente, em virtude da estrutura da cadeia de suprimentos, atividades de producao podem ser incorporadas na tomada de decisao, de modo a determinar quando e quanto produzir por ocasiao de producao. O presente trabalho combina essas caracteristicas e deriva duas novas variantes do problema de estoque e roteirizacao. A primeira variante avalia o gerenciamento de frota na tomada de decisao, onde e apresentado um algoritmo branch-and-cut, uma mateuristica e uma abordagem hibrida baseada em tecnicas de computacao paralelizada para resolver o problema. Na segunda variante as atividades de producao compoem o quadro geral do problema, que e resolvido novamente por um branch-and-cut e por uma abordagem exata inedita que combina programacao matematica com procedimentos de busca local. As abordagens propostas para ambas as variantes foram avaliadas em conjuntos de testes gerados e em dados de problemas semelhantes da literatura. Os resultados obtidos mostram interessantes perspectivas gerenciais para as variantes estudadas, alem de validar e avaliar a qualidade das abordagens apresentadas. Palavras-chaves: estoque e roteamento. gerenciamento de frota. producao. branchand- cut. mateuristicas

Abstract: This study presents an integration of the routing, inventory, production and fleet management problems in a two-echelon supply chain. Integrated problems emerge in the vendor-managed inventory systems paradigm, when the decisions are centralized in multiple depots, which must decide when and how much to pick up of raw materials from suppliers, how much to stock from final product, and how to meet customer demands during the planning horizon. When the fleet is outsourced, the depots must determine when to rent vehicles, when to clean the vehicles to allow new routes, and when to return them to the rental company. Additionally, due to the supply chain structure, production activities can be incorporated into decision-making to determine when and how much to produce from the final product at the time of production. The present study combines these characteristics and derives two new variants of the inventoryrouting problem. The first variant evaluates fleet management in decision making, which presents a branch-and-cut algorithm, a matheuristic approach, and a hybrid approach based on parallel computing techniques to solve the problem. In the second variant, the production activities make up the overall framework of the problem, which is solved again by a branch-and-cut and by a new exact approach that combines mathematical programming with local search procedures. The proposed approaches for both variants were evaluated on sets of generated test and similar problem data from the literature. The obtained results show interesting managerial perspectives for the studied variants, besides validating and evaluating the quality of the presented approaches. Key-words: inventory-routing. fleet management. production. branch-and-cut. matheuristics.