Localização-alocação de instalações com sistema de informações geográficas e modelagem matemática

Abstract

Problemas de localização-alocação de instalações envolvem escolher o melhor local para uma ou mais facilidades, dentro de um conjunto de locais possíveis, a fim de se minimizar os custos de transporte, e estando sujeito à restrição de limite máximo de capacidade. É um problema complexo por envolver, na maioria das vezes, um grande número de variáveis e grandes volumes de dados. Uma valiosa ferramenta para a resolução desses problemas são os Sistemas de Informações Geográficas (SIG), pela sua grande capacidade em armazenar, exibir e manipular dados espacialmente distribuídos e gerar resultados gráficos. Dentre os diversos softwares SIG disponíveis no mercado, alguns se caracterizam por já possuírem incorporados rotinas para aplicações em transportes e logística. Neste trabalho, optou-se pelo uso do software TransCAD® , versão 4.5, que possui, dentre suas rotinas, uma para a localização de facilidades. No entanto, a localização de facilidades e posterior alocação da demanda conforme a capacidade máxima é feita de forma indireta, utilizando duas rotinas, uma em seqüência da outra: a primeira, denominada Localização de Facilidades, na qual inclui a possibilidade de abertura de novas instalações ou fechamento das já existentes, porém não estabelece a restrição de capacidade máxima; e a rotina Problema do Transporte, que realoca as demandas conforme as restrições de capacidade, permitindo sua fragmentação, porém não permite mais a abertura ou fechamento destas unidades, estando condicionada à configuração anterior de número e locais de instalações. Sendo assim, o objetivo deste trabalho é avaliar a qualidade das soluções para o problema de localização-alocação de instalações geradas pelo SIG TransCAD, obtidas após a utilização combinada de suas duas rotinas, Localização de Facilidades e Problema do Transporte, quando comparadas com as supostas soluções ótimas, obtidas a partir do modelo matemático desenvolvido externamente ao SIG, baseado em Programação Linear Inteira Mista (PLIM). Na metodologia de pesquisa do trabalho, classificada como modelagem e simulação, os modelos SIG e PLIM foram aplicados a três simulações, de diferentes níveis de complexidade. A primeira propõe a abertura de fábricas e alocação de clientes, compreendendo o estado de São Paulo e 18 de seus principais municípios. A segunda envolve um atacadista, na qual se fará o estudo de localização para centros de distribuição e alocação de seus clientes varejistas. Na terceira, o objetivo será o de localizar Creches em um contexto urbano e conseqüente alocação da demanda (crianças de 0 a 3 anos). Como resultados gerais do trabalho, pode-se afirmar que o SIG possui um ótimo desempenho quando se trata apenas da questão da localização das instalações, no que tange ao modelo sem restrição de capacidade, com suas soluções coincidindo em todas as simulações efetuadas com a solução ótima do modelo PLIM. No entanto, ao se considerar a restrição de capacidade e conseqüente alocação da demanda, as soluções do SIG são claramente afetadas pela resolução em separado das rotinas de localização e alocação, resultando em soluções de localizações e respectivas alocações diferentes entre os modelos SIG e PLIM. Por outro lado, o SIG demonstrou um ótimo desempenho em tratar problemas de maior porte e, além disso, presta um grande auxílio nas fases de obtenção de dados e visualização gráfica das soluções, inclusive na interação com o modelo PLIM.