A otimização de rotas pode parecer simples: basta encontrar o caminho mais curto por uma lista de paragens. Na realidade, o Problema de Roteamento de Veículos (VRP) é um dos problemas mais estudados em investigação operacional, e resolvê-lo de forma eficiente para logística real exige engenharia a sério.
O problema
Dado um conjunto de paragens de entrega, uma frota de veículos (cada um com limites de capacidade) e restrições como janelas horárias e pausas dos motoristas, é preciso encontrar a atribuição de paragens a veículos e a sequência de paragens de cada veículo que minimiza o custo total (distância, tempo ou uma combinação).
Trata-se de um problema NP-difícil, ou seja, não existe algoritmo conhecido que garanta a solução ótima em tempo razoável para instâncias grandes. Uma frota de 5 veículos a servir 50 paragens tem mais combinações de rotas possíveis do que átomos no universo.
A nossa abordagem
O QDS Routes usa um motor de otimização de nível de produção que combina várias técnicas:
- Heurísticas de construção: o solver começa por criar uma solução inicial viável, com algoritmos greedy que respeitam todas as restrições.
- Pesquisa local: a solução inicial é depois melhorada com operações de pesquisa de vizinhança, trocando paragens entre rotas, reordenando sequências e movendo paragens entre veículos.
- Metaheurísticas: estratégias avançadas, como a pesquisa local guiada, ajudam a escapar de ótimos locais e a explorar o espaço de soluções de forma mais ampla.
Distâncias rodoviárias reais
Um diferenciador crítico é a forma como calculamos as distâncias entre paragens. Muitas ferramentas usam distância em linha reta (euclidiana), que pode ser altamente imprecisa: um rio, uma autoestrada ou um sistema de sentidos únicos pode tornar a distância real de condução 2 a 3 vezes superior à linha reta.
O QDS Routes usa infraestrutura de routing própria que calcula distâncias e durações de condução reais com base em redes rodoviárias efetivas. Esta infraestrutura corre nos nossos próprios servidores dedicados, sem dependência de APIs de terceiros, o que significa sem limites de pedidos, sem custos por chamada e desempenho consistente independentemente do volume.
Restrições que tratamos
- Janelas horárias: cada paragem pode ter uma janela de entrega (por exemplo, "entre as 9h e as 12h"). O solver garante que os veículos chegam dentro da janela indicada.
- Capacidade dos veículos: os limites de carga são respeitados em todas as paragens atribuídas a cada veículo.
- Pausas de almoço: períodos de descanso obrigatórios são inseridos nas rotas nos momentos adequados, em conformidade com a legislação laboral.
- Tempo de serviço: o tempo necessário em cada paragem é configurado por paragem e considerado no horário da rota.
- Múltiplos armazéns: os veículos podem começar e terminar em locais diferentes.
Desempenho
Para cargas de trabalho típicas (10 a 200 paragens, 2 a 20 veículos), o solver devolve rotas otimizadas em menos de 30 segundos. Instâncias maiores podem demorar mais, mas produzem sempre uma solução viável dentro do limite de tempo configurado, com qualidade a melhorar quanto mais tempo for permitido.