Problema de carregamento em um único contêiner: abordagem exata e restrições práticas

Abstract

Este trabalho apresenta uma abordagem para resolver o Problema de Carregamento em um único Contêiner. O objetivo deste problema é decidir quais itens devem ser carregados dentro do contêiner visando maximizar o valor do empacotamento. A abordagem integra modelos de programação inteira e programação por restrições dentro de um escopo iterativo. Além disso, consideram-se treze restrições práticas dentro do problema. Essas restrições são para assegurar o carregamento completo de itens de um mesmo cliente, que itens conflitantes não sejam empacotados no mesmo contêiner, a satisfação das condições de prioridade, a estabilidade vertical e horizontal da carga, a satisfação das condições de fragilidade dos itens, respeitar a ordem de entrega associada aos itens, assegurar o balanceamento da carga, que o empacotamento resultante possa ser separado por meio de cortes que vão de uma extremidade a outra do contêiner sem que itens sejam fragmentados no processo, o carregamento manual, o agrupamento e a separação de itens no contêiner, e que os itens possam ser empacotados em diferentes orientações. Formulações matemáticas são desenvolvidas para cada uma delas. As formulações consistem na principal contribuição que essa pesquisa traz, uma vez que há uma lacuna na literatura com relação a trabalhos que trazem formulações para restrições práticas do problema estudado. Outras contribuições são a integração de modelos de programação inteira e programação por restrições, a apresentação de uma nova relaxação de programação inteira para o problema, um corte e restrições para a redução de simetrias. Por fim, instâncias da literatura são resolvidas. Os resultados mostraram que as maiores perdas de volume foram observadas quando se considerou as restrições de carregamento completo, enquanto que as menores perdas de volume foram observadas quando se considerou a restrição de agrupamento. Os maiores aumentos no tempo computacional foram observados quando se considerou a restrição de estabilidade vertical. Os resultados também mostraram que a nova relaxação proposta, as restrições para redução de simetrias e o corte trazem contribuições no que diz respeito ao tempo computacional e à quantidade de instâncias resolvidas na otimalidade.