UNIVERSIDAD NACIONAL DEL LITORAL FACULTAD DE INGENIER

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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL LITORALFACULTAD DE
INGENIERÍA QUÍMICADEPARTAMENTO DE INGENIERÍA
INDUSTRIAL

• UN AMBIENTE AMIGABLE PARA RUTEO Y PROGRAMACION DE
  VEHICULOS
• Bernardo Páez de la Torre - Pedro A. González
  Rossia

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Lineamientos de la Presentación

• Motivación
• Características del enfoque de solución adoptado
• Requerimientos del ambiente
• Arquitectura del ambiente
• Breve ilustración de la implementación realizada
• Conclusiones
• Tareas Futuras

IX ELAVIO Vaquerías, Córdoba Páez de la
Torre, B. González Rossia, P.
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Motivación

• Actualmente, los costos logísticos constituyen,
  en promedio, aproximadamente un 12 del costo de
  los productos.
• Los problemas reales de ruteo y programación de
  vehículos (RP) son inherentemente complejos.
• Deben abordar una amplia variedad de
  restricciones y preferencias que pueden ser
  difíciles de expresar en un modelo computacional
  y que están asociadas a un conjunto de medidas
  de performance generalmente conflictivas.
• Los procedimientos puramente automáticos de RP
  no son suficientemente realistas dado que ignoran
  el rol crucial del experto humano.

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Motivación (cont.)

• Dado que la mayoría de los problemas RP son
  NP-hard, los métodos empleados para hallar
  soluciones óptimas sufren un crecimiento
  exponencial de la carga computacional con el
  tamaño del problema.
• Existe una amplia variedad de problemas reales
  de RP que surgen al considerar diferentes
  características del problema (naturaleza de la
  demanda, tipo y tamaño de la flota disponible,
  costos, etc.) y restricciones (relacionadas a los
  vehículos, a los clientes, a ambos, etc.).
• Por lo tanto, hay una real necesidad por
  ambientes de soporte que sean capaces de
  encapsular diferentes metodologías para resolver
  varios tipos de problemas.

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Diferentes Enfoques de Solución

• Modelos de Programación Matemática
• Heurísticas
• Algoritmos basados en grafos
• Algoritmos genéticos

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Características del Enfoque de Solución Adoptado

• Dado que la mayoría de los problemas RP son
  altamente complejos, las heurísticas y técnicas
  para obtener soluciones sub-óptimas se han
  popularizado.
• Diferentes tipos de heurísticas, apropiadas en
  distintas situaciones, han sido propuestas para
  diversas clases de problemas RP.
• Como las diferentes heurísticas demandan
  distintas representaciones del problema es
  necesario contar con un ambiente que sea capaz
  de encapsular a todas ellas.
• La representación del problema que se adopte debe
  ser además apropiada cuando otros enfoques de
  solución (por ej. Modelos de Programación
  Matemática) son elegidos.

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Requerimientos del Ambiente

• Representación no específica del conocimiento del
  dominio
• Potencia
• Configurabilidad
• Adaptabilidad a diversos tipos de problemas
• Integración con otros sistemas
• Capacidad de visualización en mapas
• Amigabilidad e interacción con el usuario
• Reactividad
• Posibilidad de introducir cambios manuales

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Arquitectura del Ambiente

• Basado en tecnología orientada a objetos.
• Implementado en el ambiente de desarrollo
  KAPPA-PC 2.4.
• Puede ser descripto en término de tres paquetes
• Paquete de Conocimiento del Dominio
• Paquete de Resolución de Problemas
• Paquete de Interfaz

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Paquete de Conocimiento del Dominio

• Contiene la información relevante para describir
  
• el dominio de aplicación (datos casi permanentes
  que describen sitios a visitar, rutas, vehículos,
  etc.).
• los datos temporarios/específicos del problema
  (ventanas de tiempo, cantidades
  colectadas/entregadas).
• la solución del problema o las soluciones
  alternativas evaluadas (planes de ruteo, tours,
  agendas de vehículos).

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Modelo de Clases de Dominio
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Paquete de Resolución de Problemas

• Encapsula algoritmos heurísticos de construcción
  de tours y operadores de mejora para resolver
  problemas de RS.
• Además puede, automáticamente y en forma
  transparente al usuario, crear el
  correspondiente modelo matemático, resolverlo y
  presentar los resultados. Se ha integrado a este
  ambiente el lenguaje GAMS.

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Paquete de Resolución de Problemas (cont.)

• Se ha seleccionado una metodología jerárquica
  orientada a tareas para el modelado de
• - métodos heurísticos de RS que generan
  soluciones iniciales.
• - metodologías de mejora que apuntan a aumentar
  la calidad de estas soluciones.
• - facilidades interactivas dirigidas por el
  usuario que modifican una solución existente a
  través de la interacción por medio de una
  interfaz gráfica activa.

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Metamodelo jerárquico orientado a tareas

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Modelo jerárquico orientado a tareas
Es variante de
Se compone de
ASIGNAR-VEHICULOS
Antes de
Antes de
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Paquete Interfaz

• Contiene facilidades para
• Definir, acceder y modificar entidades del
  paquete de conocimiento del dominio.
• Soportar la definición y modificación de
  problemas de RS, así como el monitoreo de las
  metodologías de solución implementadas.
• Soportar la visualización, inspección y análisis
  de resultados.
• Realizar actividades de modificación interactiva.

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Breve Ilustración de la Implementación Realizada
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Posibilidad de trabajar en distintos tipos de
problemas
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Selección de actividades a través de menúes.
Opciones relacionadas a los tours.
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Alternativas para clustering
Alternativas para generación de tours
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Métodos heurísticos
Modelos matemáticos
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Información desplegada al hacer clic sobre el
icono de una visita
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Generación de distintos reportes...
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Cruces
Arcos largos
Son síntomas de una mala solución...
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Cruces
Arcos largos
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Operadores intrarruta e interruta
Operadores alternativos
Posibilidad de mejorar soluciones iniciales
obtenidas con heurísticas
Objetivos alternativos a minimizar distancias o
función de costos
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Se distinguen patrones deseables...
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Podría intentarse relocalizar Knoxville...
Facilidades de mejora interactiva
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El sistema no permite tomar decisiones infactibles
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Reporte del cronograma de visitas para cada
vehículo...
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El usuario puede generar y/o modificar tours
manualmente
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(No Transcript)
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La capacidad remanente del vehículo no alcanza
para atender el requerimiento de Chicago
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Conclusiones

• Se han presentado avances en el desarrollo
  de un ambiente de RS que proveen un marco
  amigable donde el usuario puede
• Definir una variedad de problemas empleando una
  interfaz orientada a menúes.
• Recurrir a diferentes métodos de solución para
  generar y explorar soluciones alternativas del
  problema en estudio.
• Evaluar la calidad de cada solución obtenida a
  través de distintas medidas de performances y de
  una representación visual.
• Mejorar la calidad de una dada solución aplicando
  operadores de mejora.
• Modificar soluciones manualmente por medio de
  acciones dirigidas con el mouse.

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Tareas Futuras

• Desarrollo e incorporación de mejores algoritmos
  heurísticos de solución y clustering
• Mejora de las facilidades de ayuda existentes
• Generación automática de información acerca de
  adyacencia de sitios con el fin de mejorar la
  implementación actual de los operadores de mejora
  intra e inter-ruta.
• Definición de interfaces con Sistemas de
  Información Geográfica comerciales.
• No se esperan dificultades puesto que la
  orientación a objetos subyacente asegura una
  construcción modular del sistema y una fácil
  modificabilidad.

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Fin de la presentación

• Gracias por su atención

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