Vehicle routing and tour planning problem: a cement industry case study

Abstract

The transportation, being part of the logistics field, plays a crucial role in the business world. Its impact in the costs and service quality is an increasingly imperative topic. In industry, transportation systems are equally important and can represent a large improvement in the management of the plants and in the service quality of the products, thus bringing advantages for the companies and for the clients. The cement industry is not an exception. Cement is the second most consumed substance in the world and with the great number of trucks arriving at cement facilities, every day, the supply chain management of this industry must encompass this management as well. With the lack of assistance and guidance clients have inside the cement facilities, both companies incur in additional costs and clients experience reduced levels of service quality. To overcome these issues, three algorithms were developed and implemented. Each algorithm has different specifications and different goals. However, all the developed algorithms improve the service quality, guiding the truck drivers – the clients – inside the plants and giving the routes in shorter periods of time. One algorithm guides the trucks through the minimum distance route and will serve as a comparison term for the other two. The other two algorithms, named equilibrium approaches, are the main contribution of this dissertation. These dynamic algorithms consider not only the traveled distance, but also the workload both in the servers and in the roads. The entrance management in the facilities is also a crucial aspect cement companies must be aware of. Several thought policies are presented and an algorithm for the entrance management is developed and implemented. With a simulation software, the developed algorithms were tested and simulated. The simulation results are reported and discussed.

A indústria do transporte desempenha um papel crucial no mundo empresarial. O seu impacto nos custos e na qualidade de serviço são um tópico cada vez mais importante. Na indústria, os sistemas de transporte são igualmente importantes e podem representar uma grande melhoria na gestão das fábricas e na qualidade do serviço dos produtos, trazendo vantagens tanto para as empresas como para os clientes. A indústria cimenteira não é uma exceção. O cimento é a segunda comodidade mais consumida em todo o mundo, e com o grande número de camiões que chegam às fábricas de cimento todos os dias, a gestão da cadeia de abastecimento desta indústria deve, também, incorporar esta gestão. Com a falta de assistência na orientação que os clientes têm dentro das fábricas, tanto as fábricas incorrem em custos acrescidos como os clientes experienciam uma qualidade de serviço reduzida. Para abordar este problema, três algoritmos foram desenvolvidos e implementados. Cada algoritmo tem objetivos e especificações diferentes. No entanto, todos os algoritmos implementados melhoram a qualidade de serviço guiando os camiões dos clientes dentro das plantas, e calculando as rotas em curtos períodos de tempo. Um dos algoritmos guia os camiões pela rota que permite a menor distância percorrida, e servirá como termo de comparação para os outros dois. Os outros dois algoritmos, chamados abordagens de equilíbrio, são a grande contribuição desta dissertação. Estes algoritmos dinâmicos consideram a ocupação dos servidores e das estradas, além da distância percorrida. A gestão de entrada nas fábricas é também um aspeto importante que as fábricas de cimento devem ter atenção. Diversas políticas de entrada são apresentadas e um algoritmo para a gestão de entrada na fábrica é também desenvolvido e implementado. Com um software de simulação, os algoritmos desenvolvidos foram testados e simulados. Os resultados das simulações são apresentados e discutidos.