Impacto de considerar pendientes en el consumo de combustible en una planificación de rutas de vehículos
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Date
2018
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Abstract
El costo de transportar un producto, desde el abastecimiento de materia prima hasta la distribución del producto terminado al consumidor final, corresponde aproximadamente entre un 10% y 20% de su costo total final. Esto ha motivado el uso de la Investigación de Operaciones para reducir este costo. En la etapa de distribución final del producto, se han estudiado múltiples variantes del Problema de Ruteo de Vehículos, en inglés Vehicles Routing Problem (VRP). Típicamente, la literatura especializada ha considerado que los vehículos se trasladan sobre un terreno plano y por ende, minimizar distancia recorrida minimiza costos de transporte. Sin embargo, en ciudades costeras como Valparaíso, Chile, puede haber clientes separados con una diferencia de más de 200 m de altitud, lo que puede incrementar el consumo de combustible si se planifica en el plano. Por eso, una planificación debe modelar el consumo de combustible distinguiendo los viajes que son en subida, de los de bajada. En esta investigación, estudiamos el efecto que tienen las pendientes de caminos en una red vial urbana sobre los costos operativos asociados a una planificación rutas vehiculares. En particular, comparamos planificaciones que asumen un terreno plano con otras que consideran una geografía tridimensional mediante un modelo de optimización que minimiza consumo de combustible y tiempo de viaje que resolvemos mediante metaheurísticas. Estudiamos el problema de distribución de un centro de distribución a muchos clientes en Valparaíso y Santiago, generando 20 familias de instancias con 10, 20, 50 y 100 clientes seleccionados en un muestreo estratificado por alturas. En Valparaíso, obtenemos ahorros potenciales de costo de hasta 13% al considerar pendientes en la planificación de rutas. Nuestros experimentos indican que los beneficios se obtienen diseñando rutas que evitan utilizar arcos con pendientes elevadas, recorriendo más distancia que la mínima posible. Además, la cantidad de despachos tiende a aumentar, de manera que las rutas en subida transporten menos carga. Finalmente, observamos que nuestras soluciones tienden a formar rutas en donde clientes visitados sucesivamente poseen alturas similares.
Description
Tesis (Magíster en Ciencias de la Ingeniería)--Pontificia Universidad Católica de Chile, 2018