Estudio del problema de ruteo de vehículos con balance de carga :Aplicación de la meta-heurística Búsqueda Tabú.

92 páginasEl Problema de Ruteo de Vehículos (VRP – por su sigla en inglés) es uno de los problemas de optimización combinatoria más estudiados en las últimas décadas. Este consiste en determinar un conjunto de rutas para una flota de vehículos que parte de uno o más depósitos para satisfacer la demanda de clientes dispersos geográficamente. El enfoque tradicionalmente utilizado ha sido la optimización de un solo objetivo; sin embargo, en la realidad organizacional optimizar más de un objetivo permite la toma de decisiones con una visión de negocio más integral. El presente trabajo estudia el problema de ruteo de vehículos bajo un enfoque multi-objetivo, en el cual se incorpora además de la minimización de la distancia, el balance de carga como objetivo de optimización. Al hacer una exhaustiva revisión de la literatura del problema de ruteo de vehículos multi-objetivo se evidenció que el balance de carga es un objetivo que se ha estudiado poco y en la mayoría de los trabajos analizados, se ha considerado el balance de carga desde la perspectiva de la longitud de las rutas. Como consecuencia, en este trabajo se definió el balance de carga como la diferencia de carga entre los vehículos con mayor y menor cantidad de producto a transportar hacia los clientes. Para la caracterización del problema de ruteo de vehículos multi-objetivo, mono-depósito con balance de cargas, se desarrolló un modelo de programación entera mixta el cual se implementó en GAMS y se probó con las primeras siete instancias de Augerat et al. (1998) obteniendo resultados prometedores tanto en el enfoque mono-objetivo como en el multi-objetivo. Por otra parte, teniendo en cuenta la complejidad del problema estudiado, se desarrolló un algoritmo de Búsqueda Tabú con tamaños de lista tabú fija y dependiente del número de nodos, el cual se probó con todas las instancias de Augerat et al

26- #1133 ASIGNACIÓN DE VIVIENDAS EN EL MUNICIPIO DE GRAMALOTE, NORTE DE SANTANDER: MODELO DE PROGRAMACIÓN ENTERA BINARIA Y REALIDAD

En el municipio Gramalote, Norte de Santander, el 17 de diciembre de 2010 a causa del fenómeno La Niña (2010-2011), que azotó a gran parte del país, ocurrió una remoción en masa que destruyó el casco urbano, dejando sin vivienda a aproximadamente 1000 familias, es de anotar que la tragedia ambiental no solo fue causada por la acumulación de lluvias, sino también por otros factores que habían sido alertados en el Esquema de Ordenamiento Territorial del 2002. El Gobierno Nacional se comprometió a atender a las familias damnificadas con un Plan Integral de Reasentamiento que incluía la construcción del nuevo casco urbano en un lugar que ofreciera garantías de seguridad y la asignación de vivienda de interés social (VIS) para los propietarios y viviendas de interés prioritario (VIP) para las personas que habitaban en calidad de tenedores simples (arrendatarios).El Fondo Adaptación contrató el diseño e implementación del plan con Aecon Technical Services Inc., y éste a su vez, para la asignación de vivienda, diseñó una metodología, que, en este trabajo, será contrastada con un modelo matemático de asignación basado en programación entera binaria.El modelo propuesto contempla la asignación de 100 viviendas, cumple con la mayoría de condiciones planteadas por el Fondo Adaptación y las establecidas por los representantes locales de Gramalote, y como resultado se obtienen 1314 puntos de satisfacción de la población damnificada siendo el máximo valor posible 1900. Finalmente, después de hacer el contraste con la metodología real, se evidencia que el modelo ofrece mejores garantías de satisfacción a la población atendida, que los sorteos tradicionales que se aplican actualmente; sin embargo, todas las bondades del modelo como herramienta para la preasignación de viviendas, se deben reforzar con ejercicios reales de participación ciudadana que permiten contemplar condiciones que en el modelo no son posibles prever

Estrategias de cooperación en el sistema de transporte de estudiantes en Bogotá usando optimización

11 páginasThe transport of students presents important challenges in the case of the city of Bogota, where an important cluster of schools is located in one zone, but there is only one road connecting these schools to residential zones. Thus, traffic congestion is high, generating long travel times for students, high operational costs, and mobility problems. This paper studies the impacts of a cooperative strategy between logistics operators using a mixed integer programming mathematical model, to find the optimal design of school routes on a network with the topology that describes the aforementioned road system. Two strategies are compared: a mixed loads strategy, where students from different schools share buses; and a single load strategy, where students from different schools cannot share buses. The objective is to minimize the total operational costs while satisfying the schools’ time windows. Comparative results of the two models using exact and heuristic approaches are presented

Cooperation strategiesfeaturing optimization in the schooltransportation system in Bogota

The transport of students presentsimportant challenges in the case of the city of Bogota, where an important cluster of schools is located in one zone, but there is only one road connecting these schools to residentialzones. Thus, traffic congestion is high, generating long travel times for students, high operationalcosts, and mobility problems. This paper studies the impacts of a cooperative strategy between logistics operators usinga mixed integer programming mathematical model, to find the optimal design of school routes on a network with the topology that describes the aforementioned road system. Two strategies are compared: a mixed loads strategy, where students from different schools share buses; and a single load strategy, where students from different schools cannot share buses. The objective is to minimize the total operationalcosts while satisfying the schools’ time windows. Comparative results of the two models using exact and heuristic approaches are presente.El transporte de estudiantes tiene desafíos importantes en el caso de la ciudad de Bogotá, donde un grupo de escuelas se encuentra en una zona, pero sólo hay una carretera que las conecta con zonas residenciales. Por lo tanto, la congestión del tráfico es alta, generando largos tiempos de viaje, altos costos de operación y problemas de movilidad. Se estudia el impacto de una estrategia cooperativa entre operadores logísticos a través de modelos de programación de entera mixta, para encontrar el diseño óptimo de rutas escolares en una red con la topología que describe el mencionado sistema vial. Se comparan dos estrategias: Cargas mixtas y carga única, donde los estudiantes de diferentes escuelas comparten o no los autobuses disponibles. El objetivo es minimizar los costos totales de operación respetando las ventanas de tiempo de las escuelas. Se presentan los resultados comparativos de los modelos usando enfoques exactos y heurísticos

Cooperation strategies featuring optimization in the school transportation system in Bogota

The transport of students presents important challenges in the case of the city of Bogota, where an important cluster of schools is located in one zone, but there is only one road connecting these schools to residential zones. Thus, traffic congestion is high, generating long travel times for students, high operational costs, and mobility problems. This paper studies the impacts of a cooperative strategy between logistics operators using a mixed integer programming mathematical model, to find the optimal design of school routes on a network with the topology that describes the aforementioned road system. Two strategies are compared: a mixed loads strategy, where students from different schools share buses; and a single load strategy, where students from different schools cannot share buses. The objective is to minimize the total operational costs while satisfying the schools’ time windows. Comparative results of the two models using exact and heuristic approaches are presented.El transporte de estudiantes tiene desafíos importantes en el caso de la ciudad de Bogotá, donde un grupo de escuelas se encuentra en una zona, pero sólo hay una carretera que las conecta con zonas residenciales. Por lo tanto, la congestión del tráfico es alta, generando largos tiempos de viaje, altos costos de operación y problemas de movilidad. Se estudia el impacto de una estrategia cooperativa entre operadores logísticos a través de modelos de programación de entera mixta, para encontrar el diseño óptimo de rutas escolares en una red con la topología que describe el mencionado sistema vial. Se comparan dos estrategias: Cargas mixtas y carga única, donde los estudiantes de diferentes escuelas comparten o no los autobuses disponibles. El objetivo es minimizar los costos totales de operación respetando las ventanas de tiempo de las escuelas. Se presentan los resultados comparativos de los modelos usando enfoques exactos y heurísticos

Bilevel optimization: New perspectives in application to operations and inventory planning and control

La optimización binivel consiste en cambiar el paradigma de optimización tradicional, donde un solo agente selecciona su objetivo. Su principal aporte es lograr considerar la interacción que existe entre las decisiones que toman dos tipos de agentes: un líder y un seguidor. En este artículo se exploran posibles campos de aplicación de la optimización binivel, en particular como apoyo a la toma de decisiones en la planeación y control de operaciones e inventarios. Se presenta una visión general de las características de esta técnica y diferentes contextos prácticos en los cuales se ha utilizado. Finalmente, se hace énfasis en la importancia de esta técnica para el desarrollo de investigación aplicada en temas de programación de operaciones, gestión de inventarios y gestión de la cadena de abastecimiento, con nuevas perspectivas para desarrollo de trabajos en este campo.Bilevel optimization consists on reevaluating the paradigm imposed by traditional optimization approaches where a single agent decides the goal to be reached. The main contribution of this new approach is to make a more accurate modelling of the interaction between decisions made by two types of agents: the leader and the follower. In this paper, potential fields of application for bilevel optimization models are discussed, especially those associated to decision-making tools for operations and inventory management. A general overview of this modelling technique is presented and different practical applications are analyzed. Finally, special focus is given to the potential benefits this technique can provide to applied research in fields such as operations scheduling, inventory management, and supply chain management problems.Escuela Colombiana de Ingeniería Julio Garavito. [email protected] - [email protected] - [email protected] - [email protected]

Programación de horarios y asignación de aulas de clases universitarias

18 páginasEste artículo considera el problema real de programación de horarios de clases universitarias y asignación de salones en la Universidad de La Sabana, Colombia. El problema es caracterizado y modelado empleando programación lineal entera. Debido a su alta complejidad en el número de variables de decisión y de restricciones, se propone un enfoque de solución secuencial de dos fases: primero, asignación de horarios a las materias, y segundo, asignación de salones. Este método de resolución es validado empleando datos reales del primer semestre académico de 2012. Los resultados muestran que el enfoque propuesto permite obtener una mejor utilización de los salones, al mismo tiempo que se satisfacen las restricciones duras y blandas del problema original. Se realiza también un análisis de sensibilidad con el cual fue posible verificar la posibilidad de reducir tanto el número de salones que se van a asignar como el número de grupos de cada materia. Ambos análisis incrementan la disponibilidad de los recursos docentes y reducen los costos de la programación.This paper studies a real-life course timetabling and classroom assignment problem found at Universidad de La Sabana, Colombia. The problem is characterized and modeled using integer linear programming. Because of its complexity in the number of decision variables and constraints, a hierarchical two-phase solution approach is proposed: course timetabling firstly, and classroom assignment, secondly. The approach is validated using real data from the first semester of year 2012. Results show that the proposed approach obtains a better utilization of classrooms satisfying both hard and soft constraints of the original problem. A sensitivity analysis is finally carried out, in which it was possible to verify the possibility of reducing both the number of classrooms to be assigned and the number of course groups. Both analyses allow an increase in teaching resource availability and a reduction of total cost

Programación de horarios y asignación de aulas de clases universitarias

Este artículo considera el problema real de programación de horarios de clases universitarias y asignación de salones en la Universidad de La Sabana, Colombia. El problema es caracterizado y modelado empleando programación lineal entera. Debido a su alta complejidad en el número de variables de decisión y de restricciones, se propone un enfoque de solución secuencial de dos fases: primero, asignación de horarios a las materias, y segundo, asignación de salones. Este método de resolución es validado empleando datos reales del primer semestre académico de 2012. Los resultados muestran que el enfoque propuesto permite obtener una mejor utilización de los salones, al mismo tiempo que se satisfacen las restricciones duras y blandas del problema original. Se realiza también un análisis de sensibilidad con el cual fue posible verificar la posibilidad de reducir tanto el número de salones que se van a asignar como el número de grupos de cada materia. Ambos análisis incrementan la disponibilidad de los recursos docentes y reducen los costos de la programación.This paper studies a real-life course timetabling and classroom assignment problem found at Universidad de La Sabana, Colombia. The problem is characterized and modeled using integer linear programming. Because of its complexity in the number of decision variables and constraints, a hierarchical two-phase solution approach is proposed: course timetabling firstly, and classroom assignment, secondly. The approach is validated using real data from the first semester of year 2012. Results show that the proposed approach obtains a better utilization of classrooms satisfying both hard and soft constraints of the original problem. A sensitivity analysis is finally carried out, in which it was possible to verify the possibility of reducing both the number of classrooms to be assigned and the number of course groups. Both analyses allow an increase in teaching resource availability and a reduction of total cost

Programación de horarios y asignación de aulas de clases universitarias

Este artículo considera el problema real de programación de horarios de clases universitarias y asignación de salones en la Universidad de La Sabana, Colombia. El problema es caracterizado y modelado empleando programación lineal entera. Debido a su alta complejidad en el número de variables de decisión y de restricciones, se propone un enfoque de solución secuencial de dos fases: primero, asignación de horarios a las materias, y segundo, asignación de salones. Este método de resolución es validado empleando datos reales del primer semestre académico de 2012. Los resultados muestran que el enfoque propuesto permite obtener una mejor utilización de los salones, al mismo tiempo que se satisfacen las restricciones duras y blandas del problema original. Se realiza también un análisis de sensibilidad con el cual fue posible verificar la posibilidad de reducir tanto el número de salones que se van a asignar como el número de grupos de cada materia. Ambos análisis incrementan la disponibilidad de los recursos docentes y reducen los costos de la programación.This paper studies a real-life course timetabling and classroom assignment problem found at Universidad de La Sabana, Colombia. The problem is characterized and modeled using integer linear programming. Because of its complexity in the number of decision variables and constraints, a hierarchical two-phase solution approach is proposed: course timetabling firstly, and classroom assignment, secondly. The approach is validated using real data from the first semester of year 2012. Results show that the proposed approach obtains a better utilization of classrooms satisfying both hard and soft constraints of the original problem. A sensitivity analysis is finally carried out, in which it was possible to verify the possibility of reducing both the number of classrooms to be assigned and the number of course groups. Both analyses allow an increase in teaching resource availability and a reduction of total cost

Programación de horarios y asignación de aulas de clases universitarias

This paper studies a real-life course timetabling and classroom assignment problem found at Universidad de La Sabana, Colombia. The problem is characterized and modeled using integer linear programming. Because of its complexity in the number of decision variables and constraints, a hierarchical two-phase solution approach is proposed: course timetabling firstly, and classroom assignment, secondly. The approach is validated using real data from the first semester of year 2012. Results show that the proposed approach obtains a better utilization of classrooms satisfying both hard and soft constraints of the original problem. A sensitivity analysis is finally carried out, in which it was possible to verify the possibility of reducing both the number of classrooms to be assigned and the number of course groups. Both analyses allow an increase in teaching resource availability and a reduction of total cost.Este artículo considera el problema real de programación de horarios de clases universitarias y asignación de salones en la Universidad de La Sabana, Colombia. El problema es caracterizado y modelado empleando programación lineal entera. Debido a su alta complejidad en el número de variables de decisión y de restricciones, se propone un enfoque de solución secuencial de dos fases: primero, asignación de horarios a las materias, y segundo, asignación de salones. Este método de resolución es validado empleando datos reales del primer semestre académico de 2012. Los resultados muestran que el enfoque propuesto permite obtener una mejor utilización de los salones, al mismo tiempo que se satisfacen las restricciones duras y blandas del problema original. Se realiza también un análisis de sensibilidad con el cual fue posible verificar la posibilidad de reducir tanto el número de salones que se van a asignar como el número de grupos de cada materia. Ambos análisis incrementan la disponibilidad de los recursos docentes y reducen los costos de la programación