FERRAMENTA OTIMIZADORA E ROTEIRIZADORA DE CARGAS

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1 CENTRO UNIVERSITÁRIO UNIVATES CURSO DE SISTEMAS DE INFORMAÇÃO FERRAMENTA OTIMIZADORA E ROTEIRIZADORA DE CARGAS Marcos Paulo Rohr Lajeado, junho de 2013

2 Marcos Paulo Rohr FERRAMENTA OTIMIZADORA E ROTEIRIZADORA DE CARGAS Monografia apresentado ao Centro de Ciências Exatas e Tecnológicas do Centro Universitário UNIVATES, como parte dos requisitos para a obtenção do título de Bacharel em Sistemas de Informação. Orientador: Prof. Ms. Fabrício Pretto Lajeado, junho de 2013

3 Marcos Paulo Rohr FERRAMENTA OTIMIZADORA E ROTEIRIZADORA DE CARGAS A Banca examinadora abaixo aprova a Monografia apresentada na disciplina Trabalho de Conclusão de Curso II, do Centro Universitário UNIVATES, como parte da exigência para a obtenção do grau de Bacharel em Sistemas de Informação: Prof. Ms. Fabrício Pretto - orientador Centro Universitário UNIVATES Lajeado, junho de 2013

4 Dedico este trabalho inicialmente aos meus pais, irmã e namorada que sempre deram apoio e motivação ao longo do desenvolvimento deste trabalho. Dedico também aos amigos e colegas de trabalho.

5 AGRADECIMENTOS Aos professores pelo auxílio na realização deste trabalho em especial ao professor orientador Fabrício Pretto pelo grande apoio. Aos colegas de trabalho pelo apoio para o desenvolvimento deste trabalho de conclusão, em especial ao Willian Prigol Lopes e ao Pablo Dall'oglio.

6 RESUMO O planejamento de rotas é um processo complicado e custoso, mas importante para empresas que desejam atender seus clientes de forma satisfatória, com um custo mínimo. Cada veículo responsável pelo transporte pode passar diversas vezes por diversos pontos, seja para realizar entregas, coletas, vendas, dar suporte ou qualquer outro tipo de produto ou serviço. Como são muitas as variáveis envolvidas por exemplo, capacidades de carga, horários de atendimento, distância e tempos de deslocamento, é difícil determinar com exatidão o veículo ideal para atender o ponto, qual a sequência ideal de visitas, e finalmente quais as rotas a serem executadas. Este trabalho apresenta uma proposta de desenvolvimento de uma ferramenta roteirizadora, designada para o transporte rodoviário, visando a minimização de custos, organização e automatização do processo de logística. Palavras-chave: Logística, Roteirização, Custo Mínimo, Otimização, Transporte Rodoviário, Mapa.

7 ABSTRACT Planning routes is a complicated and expensive process, but is important for companies wishing to serve their customers in a satisfactory way, at minimum cost. Each vehicle responsible for transporting can pass several times by various points, either to perform deliveries, gathering, selling, supporting or any other kind of product or service. As there are many variables involved such as, load capacity, service hours, distance and travel times, it is difficult to determine precisely the ideal vehicle to serve the point, what's the optimal sequence of visits, and finally which routes are to be executed. This work presents a proposal to develop a router tool designated for road transportation in order to minimize costs, organization and automation of the logistics process. Keywords: Logistics, Routing, Least Cost, Optimization, Transportation, Highway, Map.

8 LISTA DE FIGURAS Figura 1 Esquema de distribuição Figura 2 Esquema de entrada e saída de informações de um TMS Figura 3 Imagem da malha viária em um local da cidade de São Paulo, destacando o nível de tráfego das rodovias Figura 4 Criando uma nova rota, inserindo ponto de origem e destino com pontos de visita Figura 5 Ilustração do trajeto a ser percorrido com a solução RTM Figura 6 Ilustrando os resultados obtidos após o cálculo da rota Figura 7 Imagem da interface do Roteador TrackRoad Figura 8 Cadastro de clientes, vista diretamente em mapa pelo sistema RoadShow Figura 9 Esquema de triangulação utilizados pela tecnologia GPS Figura 10 Trecho de código retirada da ferramenta RotaRohr, baseado no algoritmo de Haversine Figura 11 Ilustra o fluxo das informações no modelo MVC (Model, View, Controller) Figura 12 Ilustração de um Grafo Figura 13 Grafo ilustrativo de cidades conectadas por estradas Figura 14 Esquematização do processo de entrega de ordens de carregamento através de filas por veículo Figura 15 Diagrama de casos de uso do software roteirizador Figura 16 Ilustração da estruturação lógica da base de dados do sistema roteirizador Figura 17 Imagem da listagem do módulo cadastro de tipos de veículos, retirada da ferramenta RotaRohr... 77

9 Figura 18 Ilustração da tela de cadastro e edição de ordens de carregamento RotaRohr Figura 19 Ilustração da tela de cadastro e edição de clientes RotaRohr Figura 20 Ilustração da lógica de seleção de clientes nas proximidades do cliente em potencial para uma futura união de pedidos Figura 21 Ilustração da estruturação dos objetos (Arrays de Objetos) Figura 22 Fluxograma de seleção de pedidos, resultando em uma rota Figura 23 Fluxograma de alocação de rota selecionada na estrutura de rotas Figura 24 Fluxograma detalhado do processo de alocação de pedidos em veículos Figura 25 Apresentação de uma rota pela aplicação RotaRohr Figura 26 Apresentação de pedidos não alocados no processo de geração de entregas Figura 27 - Apresentação de pedidos não alocados no processo de geração de entregas Figura 28 - Impressão de uma ordem de pedido Figura 29 - Impressão de uma ordem de pedido Figura 30 - Exemplo de uma rota com somente uma entrega Figura 31 - Exemplo de uma rota com mais de uma entrega Figura 32 - Exemplo de uma rota com uma ou mais entregas, mas não atingem a capacidade do veículo

10 LISTA DE TABELAS Tabela 1 Comparativo das funcionalidades das ferramentas roteirizadoras... 44

11 API - CSS - GPS - HTML - IP - MVC - PHP - RFID - RUM - RTM - SQL - SGBD - TMS - TI - UML - TSP - XML - LISTA DE ABREVIATURAS Application Programming Interfaces Cascading Style Sheets Global Position System Hyper Text Markup Language Internet Protocol Model, View, Controller Hypertext Preprocessor Sistemas de Identificação por Radiofrequência Roteirizador Urbano Multiponto Roteirizador Multiponto de Transportes Structured Query Language Sistema de Gerenciamento de Bancos de Dados Transportation Management System Tecnologia da Informação Unified Modeling Language Traveling Salesman Problem extensible Markup Language

12 SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO Objetivos Justificativa Organização deste Trabalho CONTEXTUALIZAÇÃO História da Logística Logística Logística e o Transporte Logística e a Tecnologia da Informação ROTEIRIZAÇÃO Transporte de mercadorias Softwares otimizadores de rotas ROTEIRIZADORES BR Express MapLink TrackRoad RoadShow Comparativo entre as ferramentas FERRAMENTAS DE APOIO AO DESENVOLVIMENTO... 46

13 5.1 Google Maps GPS Algoritmo de Haversine Cron Linguagens de programação Metodologias Framework Core Base de dados Programação linear Modelos matemáticos Na existência de restrições De naturezas variáveis Natureza das restrições e função objetivo Números de objetivos do modelo Dinâmica dos dados de entrada O processo de modelagem Grafos IMPLEMENTAÇÃO ROTAROHR Requisitos funcionais Requisitos funcionais do sistema roteirizador Requisitos não funcionais Requisitos não funcionais do sistema roteirizador Modelagem Diagramas de casos de uso Modelos de entidade relacional Implementação Funções Cadastros Processos Rotas geradas ANÁLISE SOBRE A APLICAÇÂO ROTAROHR

14 8 TRABALHOS FUTUROS CONSIDERAÇÕES FINAIS REFERÊNCIAS

15 14 1 INTRODUÇÃO A logística empresarial estuda formas de otimizar os fluxos de artefatos, desde a obtenção de matéria-prima, até a entrega do produto acabado ao comprador, diminuindo despesas, e aumentando a satisfação do cliente, consequentemente aumentando os lucros para a própria empresa. Tudo isso é possível através de planejamento, organização, controle do armazenamento e movimentação dos produtos, fazendo uso de canais e modalidades internas ou externas à empresa, respeitando medidas e prazos. Realizar um planejamento eficiente do fluxo de produtos e recursos não é uma tarefa simples, devido à complexidade a qual está envolvida, como roteirização, construção de vias, alocação de frotas, operários, tudo isso ainda conciliado a economia, segurança, horários e veículos disponíveis. Com o advento da Tecnologia da Informação, trazendo agilidade, precisão e comodidade, integrado à evolução em técnicas relacionadas à logística como a movimentação de produtos no tempo (estoques) e espaço (transporte), houve o surgimento de diversas ferramentas informatizadas com o propósito de auxiliar os gestores a realizar uma eficiente gestão dos fluxos de seus produtos e recursos. Entre estas ferramentas informatizadas surgiram os roteirizadores, desenvolvidos com o objetivo de definir e otimizar os itinerários a serem percorridos por veículos que atendem a um depósito ou um centro de distribuição, através de um processo de programação de roteiros de entrega, realizando um cruzamento de

16 informações como volume/peso de carga, capacidade dos veículos e locais de entrega Objetivos O presente trabalho tem como propósito, o desenvolvimento de um sistema roteirizador informatizado, com o objetivo de auxiliar os gestores na organização e otimização de itinerários, diminuindo custos e tempo. Fazendo uso de diversas tecnologias informatizadas disponíveis como mapas digitalizados, que possibilitam a obtenção de informações de posicionamento, e grafos, tornam-se possível obter e organizar informações referentes a percursos possíveis a serem utilizados para atender aos pedidos de clientes. Com estas informações mapeadas, é possível gerar dados como distância e tempo para o deslocamento entre um ponto a outro, que são extremamente importantes para determinar itinerários otimizados. Como qualquer roteirizador, gerar as informações de rotas visando o menor custo é essencial, e com base nas informações disponíveis e colhidas através da ferramenta Google Maps, torna-se possível computacionalmente aplicar algoritmos de otimização, resultando em rotas otimizadas. Além disso, a ferramenta propõe a junção de pedidos em um itinerário levando em consideração a capacidade do veículo e a menor distância entre os pontos de entrega, como também o balanceamento e organização de entregas de acordo com o perfil dos veículos, respeitando capacidades e possibilidade de mais de um itinerário por veículo dentro do período de entregas. Em suma, essa ferramenta roteirizadora, nomeada de RotaRohr, traz o propósito de gerar rotas que possibilitam atender a pedidos, dento do período solicitado de forma otimizada, aproveitando ao máximo as capacidades e disponibilidades dos veículos através da junção de pedidos. Também fica ao encargo do roteirizador determinar rotas como o menor custo em deslocamento ou tempo, supondo que exista somente um ponto de origem e vários pontos de destino.

17 Justificativa Atualmente várias empresas, inclusive a empresa utilizada como caso de uso para o desenvolvimento da ferramenta RotaRohr, realizam a programação de itinerários de forma manual, que muitas vezes, de acordo com o volume de entregas, necessita horas de dedicação especial de um ou vários colaboradores, além da dificuldade em organizar estas rotas sem haver um mapa como apoio. Através desta ferramenta RotaRohr será possível diminuir o tempo destinado a tarefas de programação de itinerários através de metodologias que serão esclarecidas durante o desenvolvimento deste trabalho, como também auxiliar os responsáveis pela programação, na elaboração de itinerários com apoio de mapas e estimativas que acabam diminuindo o desgaste por parte dos responsáveis. 1.3 Organização deste Trabalho A seguir serão explanados os métodos que serão utilizados para a realização deste trabalho acadêmico. Inicialmente é destacado todo o referencial teórico, necessário para que o leitor possa ter todo o embasamento e entender quais são os fundamentos deste trabalho. O segundo passo é descrever como será realizado o planejamento do desenvolvimento da ferramenta, levantando requisitos, modelando e especificando layouts, para então efetivamente iniciar o desenvolvimento da ferramenta RotaRohr. Após o término do desenvolvimento da ferramenta são obtidos dados reais juntamente com a empresa utilizada como caso de uso e realizar teste utilizando os dados obtidos. Em conseguinte, após o desenvolvimento da ferramenta, o carregamento de dados e a realização de testes, a ferramenta será posta a utilização na empresa caso de uso, para que sejam colhidas informações como, a real eficiência da ferramenta, o que não está condizente com a realidade e o que pode vir a agregar a ferramenta.

18 17 Por final, após serem colhidas as informações referentes ao uso da ferramenta RotaRohr são descritas as funcionalidades do sistema, como também algoritmos utilizados, descrevendo assim o comportamento do sistema, como também os resultados do uso da ferramenta, e trabalhos futuros que poderão melhorar ainda mais a ferramenta.

19 18 2 CONTEXTUALIZAÇÃO Os objetivos deste capítulo são de esclarecer assuntos que envolvem a logística, conduzindo para um foco computacional, abordando contextos como o que é, como surgiu e de que maneira o transporte influência na logística, e quais os benefícios gerados com a utilização da tecnologia da informação nesta área. 2.1 História da Logística Em épocas remotas da história que se tem registro, as mercadorias com maior necessidade não eram feitas nos lugares em que existia um maior consumo das mesmas. Os povos mais antigos consumiam seus produtos em seus lugares de origem ou os armazenava em lugares profundos para um consumo posterior. Em consequência da não existência de sistemas desenvolvidos de transporte e armazenamento, o translado de produtos de uma localidade a outra era uma atividade demorada, custosa ou até mesmo impossível de ser realizada, devido ao tempo de transporte ser maior que o tempo de validade para produtos perecíveis. Dessa forma as pessoas se limitavam a consumir artigos que conseguiam fazer por suas próprias forças em suas propriedades (BALLOU, 2004). Segundo Gomes (2004) a logística é o processo de gerenciar estrategicamente a aquisição, a movimentação e o armazenamento de materiais, peças e produtos acabados, de modo a maximizar a lucratividade atendendo a pedidos com baixos custos. Sua origem surgiu na área militar, os primeiros registros

20 19 de estudo dessa atividade advêm da época dos gregos, quando grandes exércitos deslocavam-se a grandes distâncias para conquistar terras e riquezas. Napoleão Bonaparte aperfeiçoou e utilizou a técnica como estratégia de guerra, mas foi lecionada pela primeira vez na segunda metade do século XIX em um país com o objetivo de tornar-se uma grande potência: os Estados Unidos. Desde então os empresários perceberam a importância de gerenciar a obtenção, armazenamento e movimentação de materiais no processo de produção de forma a diminuir os custos e maximizar os lucros ao formularem os conceitos de qualidade com foco na cadeia produtiva, chamaram a atenção para alguns fatos como o fornecedor dos insumos, a qualidade no processo produtivo e a entrega do produto ao cliente (GOMES, 2004). Durante o século XX houveram mudanças significativas na produção industrial, entre elas as mais importantes estão as inovações tecnológicas e as novas formas de produção. Inicialmente a produção em linhas de montagem em grandes áreas industriais, em consequência o domínio completo pelas indústrias do ciclo produtivo (BARAT, 2007). Por volta dos anos 1980 o processo de produção teve uma mudança radical devido ao fenômeno chamado globalização, em decorrência da rápida evolução tecnológica possibilitando trocas internacionais. Dessa forma surgiram novas concepções para a logística como abastecimento e escoamento, reduzindo a necessidade de grandes estoques (BARAT, 2007). Atualmente, a logística encontra-se como um elemento diferenciador, entre os elementos que influenciaram e continuam influenciando essa mudança de percepção, destacam-se a globalização, a tecnologia da informação, a responsabilidade social e a ecologia (GOMES, 2004). 2.2 Logística De acordo com Gomes (2004), o aumento da eficiência, consequentemente o aumento dos lucros por meio da redução de custos de distribuição, a redução de

21 capital de giro através da redução dos estoques, como também os custos para manter os estoques, são vantagens geradas com a implantação da logística. 20 Segundo Costa (2010) de modo geral a logística procura um equilíbrio em outras atividades com o mesmo objetivo de aumentar os lucros e considera as seguintes atividades: a) Marketing: Procura a maior venda possível de produtos, para isso necessita de uma oferta abundante e variada de produtos, e sua antecipada disponibilização ao cliente; b) Produção: Procura a eficiência em produtividade, através do menor custo unitário produzindo em grande quantidade por tempos prolongados. Para alcançar esse objetivo o processo de produção necessita a menor variedade de produtos possível e menor interrupções por falta de matéria-prima ou pedidos especiais; c) Financeira: Procura a redução dos custos, redução das instalações, pessoal, estoques. A logística passou por uma grande evolução quando as organizações perceberam essa atividade como um processo estratégico e menos operacional, passando a dar um enfoque maior ao serviço ao cliente (BONZATO, 2005). 2.3 Logística e o Transporte Com a crescente demanda de produtos devido as transformações no processo produtivo, e da economia mundial que ultrapassou fronteiras regionais e nacionais, torna-se mais presente a existência de redes de empresas fornecedoras, com o objetivo de reduzir custos e ligar conjuntos de atividades para atender o mercado (BARAT, 2007). As mudanças na produção industrial e da logística interagiram com o transporte. Dessa forma o escoamento de cargas concentraram-se cada vez mais em rotas, que na sua grande maioria utilizam de forma combinada os diversos modos de transporte, sendo eles aéreo, terrestre ou fluvial (SANTOS, 1996).

22 21 Analisando cada modalidade de transporte no Brasil, cerca de 76,4% das mercadorias geradas no país são escoadas por rodovias, enquanto que as ferrovias apenas 14,2%, hidrovias 9,2% e a aviação 0,1%. O predomínio do transporte rodoviário no Brasil se deve a diversos fatores, os principais são políticas que favoreceram a construção de rodovias, a indústria automobilística e a inacessibilidade em localidades por outros meios (DIAS, 2010). Segundo Barat (2007) o transporte rodoviário tenderá a predominar pelos anos futuros, independentemente de esforços por parte do governo em outras áreas do transporte, e uma das explicações para essa situação é a preferência pela indústria no transporte porta a porta, realizado por esta modalidade e ausente nas outras. Além disso, as empresas cada vez mais estão trabalhando com estoques reduzidos (just-in-time) 1, com um giro mais rápido. A operação do transporte de passageiros quanto o de cargas está ligada a gerência de tráfego das empresas. É neste setor que são definidos como e onde os veículos vão operar, e os aspectos que auxiliam nessas definições são o planejamento, a programação e controle destes serviços. Pode-se afirmar que a realização do planejamento e a programação das operações são complicadas, devido a complexidade que envolvem, roteirização, construção de linhas, alocação de frotas e programação da tripulação. Tudo isso, conciliado a racionalização, economia, segurança, tabelas de horários, veículos disponíveis entre outros (VALENTE, PASSAGLIA, NOVAES, 1997). De acordo com Dias (2010) o departamento de transporte e logística de uma organização tem por função controlar três itens: custos, prazos e qualidade de atendimento, os quais bem executados podem aumentar o mercado, sobre as seguintes visões, conforme elencadas a seguir: 1 De acordo com Gaither e Frazier (2002), just-in-time é uma filosofia de fabricação que se baseia na diminuição planejada de todo o desperdício e na melhoria contínua da produtividade. Podemos destacar como elementos principais do just-in-time: a manutenção somente dos estoques necessários quando preciso; a melhoria da qualidade até atingir um nível zero de defeitos; a redução do lead time ao reduzir os tempos de preparação, comprimentos de fila e tamanhos de lote; a revisão incrementalmente das próprias operações; e a realização dessas atividades a um custo mínimo.

23 22 a) Custos: As dificuldades de concorrência no mercado aumentam quando a empresa possui um custo de transporte maior que a média praticada pelos concorrentes; b) Prazos: Para alguns produtos o prazo de entrega é um fator muito importante, devido a sua vida curta, ao estender o prazo de entrega, os mesmos podem acabam estragando perdendo o seu valor, resultando em grandes prejuízos, um exemplo disso são os produtos perecíveis. Outro problema que pode ocorrer por atraso de entrega é a perda de consumidores, isso ocorre porque os consumidores em sua grande maioria não estão dispostos a esperar, e quando isso acontece normalmente acabam adquirindo produtos da concorrência; c) Qualidade: Produtos mais sensíveis, desde o carregamento estão sujeitos a avarias devido ao próprio manuseio, e se o empacotamento não for o correto à modalidade de transporte, certamente o produto será avariado. Para auxiliar no processo de melhoria dos quesitos citados anteriormente, existem diversas técnicas e procedimentos, muitos deles informatizados capazes de auxiliar na busca de melhores soluções para a operação de frotas. Esses recursos associados a experiência e à prática dos profissionais da área, trazem alternativas que contribuem para preservar a saúde e a competitividade das empresas (VALENTE, PASSAGLIA, NOVAES, 1997). 2.4 Logística e a Tecnologia da Informação Um dos grande aliados da logística é a tecnologia da informação, através de softwares que armazenam, recuperam e aprimoram as informações, dessa forma os gestores podem ganhar tempo e ter uma informação mais concisa e precisa, auxiliando nas estratégias, planejamentos e tomadas de decisão (DALLEDONNE, 2008). Segundo Bowersox (1992), o fator mais importante que impulsionou a evolução da logística, foi o rápido crescimento na área da tecnologia da informação e telecomunicações. A tecnologia proporcionou mudanças significativas no estilo de vida das pessoas como consumidoras ou geradoras do processo de produção, dos

24 métodos de comunicações, e a maneira como as informações são tratadas de negócio para negócio. 23 Um exemplo disso são computadores ativados por comandos de voz, tecnologias de codificação sem fio com informações referentes ao produto, chamado de RFID - Sistemas de Identificação por Radiofrequência, a eliminação gradativa de formulários para preenchimento de pedidos, a aquisição de produtos através de sites pela Internet, são tecnologias que tornam cada vez mais curto o tempo de preparação do pedido compreendido no ciclo do pedido do cliente (BALLOU, 2004). Existem várias ferramentas que auxiliam os gestores na atividade de minimizar custos perante a movimentação de produtos no tempo (estoques) e espaço (transporte). Entre elas estão as ferramentas de roteirização, existindo uma grande variedade, tal como a da empresa BR Express, ao qual no decorrer deste documento será avaliada. Esse conjunto de ferramentas aos quais inclui-se o roteirizador, caracterizando um conjunto de soluções, oferecem a administração a movimentação dos pedidos desde o estoque até o cliente, uma dessas soluções que auxiliam neste propósito é o roteirizador, que segundo Lopes e Melo (2003), é uma ferramenta que define itinerários a serem percorridos por veículos que atendam um depósito ou centro de distribuição. Pela visão de Rango (2002), a atividade de roteirização de cargas é um processo de programação de carga em rotas ou roteiros de entrega, realizando o cruzamento de informações como volume/peso de carga, capacidade dos veículos e locais de entrega, com o objetivo de extrair o melhor resultado em vários quesitos como ocupação dos caminhões e cumprimento dos prazos de entrega. Desta forma o sistema pode ajudar de forma a distribuir as cargas a serem transportadas por uma rota previamente estipulada, onde pode ser sugerido a melhor rota em função da análise de informações sobre a carga a ser transportada, capacidades dos veículos, informações de ruas, estradas e localidades. Devido aos benefícios gerados pela tecnologia da informação, como agilidade, precisão e comodidade, os empresários cada vez mais se sentem pressionados por seus clientes e acionistas, no sentido de fazer com que essa área

25 24 traga vantagens para a empresa, seja no aprimoramento do processo logístico, nos ganhos no desempenho do processo produtivo ou nas melhorias da competitividade. No trecho a seguir o autor deixa claro a nova concepção gerada pela tecnologia no processo produtivo: A evolução tecnológica criou o conceito de "tempo real para um produto", que seria definido como o tempo decorrido entre o projeto do produto (estar na prancheta) e o tempo de esse novo produto estar nas mãos do consumidor (GOMES, 2004). Segundo Bonzato (2005), para uma empresa decidir utilizar a tecnologia da informação como estratégia de logística, a mesma precisa contribuir para que os objetivos corporativos de curto, médio e/ou longo prazo sejam atingidos.

26 25 3 ROTEIRIZAÇÃO De acordo com Lello Universal (2012) uma rota é uma direção, um trajeto, um caminho a ser seguido de um ponto a outro, e com o auxílio de mapas, que representam uma região em escala muito menor, é possível, obter informações necessárias para traçar um itinerário, como localização atual, informações de vias, localização dos destinatários, e em alguns casos medidas como tempo e distância, se tornam úteis no momento de criar um rota. Amplamente utilizado desde os primórdios, o mapa é um dos instrumentos de auxílio à locomoção e comunicação, criado pelo homem como apoio ao seu próprio sustento. Inicialmente os mapas mais pareciam croquis, mas com o passar do tempo, e a evolução da tecnologia, mapas digitais foram surgindo, trazendo uma série de benefícios, entre eles a facilidade de atualização, e através da inserção de dados a possibilidade de traçar rotas através de cálculos, e como não trata-se de um mapa físico e sim digital, é possível ter uma visualização bem mais ampla das imagens (HASEGAWA et al., 2000). Segundo Valente, Passaglia e Novaes (1997) a determinação de rotas é considerada uma atividade de roteirização, que envolve distâncias, ordem e tempo mínimo ou a junção deles. A determinação de itinerários consiste em problemas de distribuição que podem ser classificados em três categorias, conforme elencados a seguir: a) Roteamento: Acontece quando a ordem ou o horário da realização das tarefas não é prioridade;

27 26 b) Sequenciamento: Existem restrições de ordem de atendimento das tarefas; c) Roteamento e Sequenciamento: Ocorrem quando o problema de sequenciamento leva em consideração também a escolha de rota. Dentre estas classificações, Ballou (1993) apresenta um tipo de rota muito comum que envolve múltiplas origens e destinos. Para resolver este problema é necessário considerar as restrições de capacidade e de oferta dos remetentes e necessidades de produtos dos destinatários, como também os custos que envolvem cada caminho possível. Para resolver estes tipos de problema de roteirização é frequentemente utilizado a programação linear 2, assunto o qual será abordado na seção de ferramentas de apoio ao desenvolvimento. Outro problema comum encontrado pelos gerentes de frota é o balanceamento de viagens. Um veículo completamente carregado parte da fábrica para realizar uma entrega e voltar completamente vazio. Para melhor utilizar o veículo é interessante transportar mercadorias de fornecedores da própria companhia para a fábrica (VALENTE, PASSAGLIA, NOVAES, 1997). Um dos problemas mais conhecidos e usados para exemplificar a eficiência em rotas é o problema do Caixeiro Viajante, conhecido em inglês pela sigla TSP (Traveling Salesman Problem), o qual consiste em percorrer um conjunto de cidades e voltar a cidade inicial, passando uma única vez em cada cidade, de forma a percorrer a distância mínima (COSTA et al., 2003). Como trata-se de um problema combinatório, o grau de dificuldade em obter a melhor rota cresce exponencialmente. Para ter uma ideia do grau de dificuldade para resolver um problema de menor caminho que envolve 25 cidades, é necessário 20 (vinte) vezes a idade do universo, supondo que seja possível calcular (dez mil) caminhos por segundo (COSTA et al., 2003). No processo de dimensionamento do sistema de distribuição e coleta, quando aplicada em uma região grande, é aconselhável dar atenção ao nível de produção 2 De acordo com Ferreira (1976) a programação linear é uma ferramenta matemática que auxilia na obtenção da melhor solução para certos problemas. Neste contexto, o termo programação, significa que existe planejamento de atividades e o termo linear refere-se a linearidade nas equações do problema.

28 27 dos veículos que atendem regiões distantes e próximas ao depósito, cada região necessita de um tratamento diferenciado em questões de tempo demandado para realizar a tarefa. Levando em consideração esses parâmetros que influenciam na elaboração da roteirização, Valente, Passaglia e Novaes (1997) definem o resultado obtido como rota ou itinerário, o qual é representado pela Figura 1, e possui os seguintes elementos: a) Um caminho a ser seguido desde o depósito até a zona de entrega; b) Vários percursos e paradas entre os pontos dentro da zona de entrega; c) Paradas em determinados pontos para coleta ou entrega de produtos; d) Retorno da zona de entrega para o depósito. Figura 1 Esquema de distribuição Fonte: Adaptado de Valente, Passaglia, Novaes (1997). Os principais problemas/variáveis que normalmente são considerados no momento de criar uma rota otimizada estão descritos na próxima seção. 3.1 Transporte de mercadorias Todo veículo de transporte é projetado para suportar um limite de peso, quando este limite é ultrapassado ou a distribuição da carga é realizada de maneira incorreta, o comportamento adequado do veículo é comprometido, trazendo insegurança aos tripulantes e prejudicando o desempenho econômico do mesmo. O

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