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Título: Desenvolvimento de um sistema de apoio à decisão para problemas de empacotamento a três dimensões e com restrições adicionais
Autor: Costa, Maria da Graça Rodrigues Gomes da
Orientador: Cativo, Maria Eugénia, 1954-
Palavras-chave: Teses de doutoramento - 2015
Data de Defesa: 2015
Resumo: Este trabalho aborda um problema real de empacotamento tridimensional enfrentado por uma empresa portuguesa. Diariamente, esta empresa necessita de organizar a arrumação de um conjunto de caixas numa viatura. A carga é composta por caixas paralelepipédicas de dimensões e pesos variados, e o veículo consiste num camião único, que terá de efectuar tantas viagens quantas as necessárias para entregar a totalidade da carga. Existem dois tipos de caixas de carga: caixas pequenas sem tampa que, antes de serem colocadas no camião, devem ser combinadas numa palete; caixas maiores totalmente formadas, que serão individualmente arrumadas no camião. O problema a resolver será dividido em duas fases sucessivas: a constituição de paletes com caixas pequenas e a arrumação da carga total (paletes e caixas individuais) no camião. Estas duas fases não deverão ser abordadas de forma independente, pois as dimensões finais das paletes construídas terão um impacto na composição do sortido de caixas de carga a arrumar no veículo. Para assegurar o regular transporte da carga teremos em atenção as seguintes restrições: estabilidade da carga durante o transporte, orientação das caixas, limite de peso do camião e distribuição do peso da carga. Para resolver este problema propomos uma heurística construtiva por camadas horizontais, com um critério de classificação de cantos livres, que coloca as caixas sempre junto a um canto livre. Para cada uma das camadas, a ideia base desta heurística consiste em espalhar as caixas mais pesadas, trabalhando desde as paredes do camião para o seu centro, favorecendo-se a obtenção de soluções admissíveis com uma boa distribuição do peso da carga. Para avaliar as soluções geradas pela nossa heurística, procedemos a testes computacionais com dados de benchmarking, comparando as nossas taxas de ocupação com os resultados de outros autores da literatura. Conduzimos, ainda, testes computacionais com dados reais da dita empresa.
This work addresses a real world packing problem faced by a Portuguese company. Every day this company needs to establish a plan to pack a set of boxes onto a vehicle. The cargo consists of rectangular boxes with different sizes and weight, and the vehicle is a single truck. The truck will have to perform as many trips as necessary to deliver the entire load. There are two different types of boxes: small boxes with no lid that, before being placed inside the truck, need to be combined onto a pallet; bigger boxes, completely formed, that are packed individually in the truck. The problem can be divided into two successive phases: the construction of pallets with small boxes and the loading of the entire cargo (pallets and individual boxes) on the truck. These two phases should not be solved independently, since the final dimensions of the pallets will have an impact on the final packing plan of the whole cargo. To ensure a proper transportation, we will take into account the following constraints: load stability, box orientation, weight limit of the truck and distribution of weight inside the truck. To solve this problem, we propose a constructive heuristic based on a horizontal layer arrangement, with a criterion to classify the free corners, which places the boxes always next to a free corner. For each layer, the main idea is to spread the heaviest boxes along the truck, working from the sides to the centre of the truck, promoting the development of admissible solutions with a good weight distribution. To evaluate the solutions produced by our heuristic, we conduct computational tests with benchmarking data, comparing our occupancy rates with the results from other authors in the literature. We also undertake some computational experiments with real data from the company.
Descrição: Tese de doutoramento, Estatística e Investigação Operacional (Análise de Sistemas), Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2015
URI: http://hdl.handle.net/10451/20211
Designação: Doutoramento em Estatística e Investigação Operacional
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