The robust pickup and delivery problem with time windows
| dc.contributor.advisor-co1 | Costa, Luciano Carlos Azevedo da | |
| dc.contributor.advisor-co1Lattes | http://lattes.cnpq.br/3954372189546017 | |
| dc.contributor.advisor-co1orcid | https://orcid.org/0000-0002-6324-6556 | |
| dc.contributor.advisor1 | Munari, Pedro | |
| dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/1328868140869976 | |
| dc.contributor.advisor1orcid | http://orcid.org/0000-0001-5929-593X | |
| dc.contributor.author | Abreu, Alex Paranahyba de | |
| dc.contributor.authorlattes | http://lattes.cnpq.br/0273240076049563 | |
| dc.contributor.authororcid | https://orcid.org/0000-0002-8338-7452 | |
| dc.date.accessioned | 2025-02-13T18:23:18Z | |
| dc.date.issued | 2025-01-29 | |
| dc.description.abstract | This study addresses the robust pickup and delivery problem with time windows (RPDPTW), in which uncertainty in demands and travel times is modelled using robust optimisation. The RPDPTW involves determining the least-cost routes to serve transportation requests from origins to destinations, while respecting vehicle capacity and time window constraints under all anticipated realisations of uncertain data. Two robust counterpart formulations are proposed. The first employs the linearisation of recursive equations to produce a compact formulation, suitable for implementation with general-purpose mixed-integer programming solvers. The second relies on a cutting-plane approach, incorporated into a tailored branch-and-cut (B&C) algorithm. Extensive computational experiments were conducted to evaluate the proposed methods across diverse instance configurations. While the compact formulation performed effectively in some cases, the B&C algorithm solved a larger number of instances to optimality and consistently provided high-quality solutions under uncertainty. Robust solutions significantly reduced the risk of infeasibility compared to deterministic solutions, with modest increases in routing costs. In addition, we provide managerial insights by analysing the results of Monte Carlo simulations across different instance characteristics. | eng |
| dc.description.resumo | Este estudo aborda o problema de coletas e entregas com janelas de tempo robusto (RPDPTW, do inglês robust pickup and delivery problem with time windows), no qual a incerteza nas demandas e nos tempos de viagem é modelada por meio da otimização robusta. O RPDPTW consiste em determinar rotas de menor custo para atender às requisições de transporte, levando cargas de origens a destinos, respeitando restrições de capacidade de veículos e de janelas de tempo considerando todas realizações antecipadas dos dados incertos. Duas formulações robustas foram propostas. A primeira emprega a técnica de linearização de equações recursivas resultando em uma formulação compacta, adequada para ser implementada com resolvedores de programação inteira mista de propósito geral. A segunda baseia-se em uma abordagem de planos de corte, sendo incorporada a um algoritmo especializado do tipo branch-and-cut (B&C). Experimentos computacionais extensivos foram realizados para avaliar os métodos propostos em diversas configurações de instâncias. Embora a formulação compacta tenha se mostrado eficiente em alguns casos, o algoritmo B&C solucionou um maior número de instâncias até a otimalidade e forneceu, de forma consistente, soluções de alta qualidade sob incerteza. As soluções robustas obtidas com os métodos reduziram significativamente o risco de infactibilidade em comparação com soluções determinísticas, com aumentos modestos nos custos de transporte. Além disso, foram fornecidos insights gerenciais analisando os resultados das simulações de Monte Carlo em diferentes características de instância. | |
| dc.description.sponsorship | Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) | |
| dc.description.sponsorship | Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) | |
| dc.description.sponsorshipId | Processo nº 2023/08678-8, Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) | |
| dc.description.sponsorshipId | Processo nº 2022/10993-6, Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) | |
| dc.description.sponsorshipId | Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior – Brasil (CAPES) – Código de Financiamento 1 | |
| dc.identifier.citation | ABREU, Alex Paranahyba de. The robust pickup and delivery problem with time windows. 2025. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Produção) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2025. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/21368. | por |
| dc.identifier.uri | https://hdl.handle.net/20.500.14289/21368 | |
| dc.language.iso | eng | |
| dc.publisher | Universidade Federal de São Carlos | |
| dc.publisher.address | Campus São Carlos | |
| dc.publisher.initials | UFSCar | |
| dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Produção - PPGEP | |
| dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil | en |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/ | |
| dc.subject | Roteamento de veículos | |
| dc.subject | Rroblema de coletas e entregas | |
| dc.subject | Janelas de tempo | |
| dc.subject | Demanda incerta | |
| dc.subject | Tempo de viagem incerto | |
| dc.subject | Vehicle routing | eng |
| dc.subject | Pickup and delivery problem | eng |
| dc.subject | Time windows | eng |
| dc.subject | Demand uncertainty | eng |
| dc.subject | Travel time uncertainty | eng |
| dc.subject.cnpq | ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE PRODUCAO::PESQUISA OPERACIONAL | |
| dc.title | The robust pickup and delivery problem with time windows | eng |
| dc.title.alternative | O problema de coletas e entregas com janelas de tempo robusto | |
| dc.type | Dissertação |
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