Optimización en el transporte de mercancías
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Optimización
Optimizar consiste en encontrar la mejor alternativa de entre todas las posibles, de acuerdo con un objetivo concreto y sujeta a unas condiciones específicas del problema.
En primer lugar, se debe modelizar con criterio científico tanto las alternativas, generalmente sujetas a algún tipo de condiciones (restricciones), como el objetivo a optimizar. Y en segundo lugar, hay que resolver el modelo planteado. A la mejor alternativa o solución se le denomina solución óptima u óptimo del problema.
Una clase de problemas que reflejan muchas de las situaciones que se plantean en la vida real son los problemas de optimización combinatoria. Éstos se definen a partir de un conjunto finito de soluciones, que en muchos casos podrían obtenerse por enumeración completa de todas las posibilidades. Aunque podríamos pensar que por ello son sencillos de resolver, la realidad es que en casi todos estos problemas es muy difícil encontrar la solución óptima, en ocasiones incluso el encontrar una “buena” solución en un tiempo razonable. La existencia de una gran cantidad de problemas combinatorios en la logística, la producción, la planificación y demás ámbitos de la industria y el comercio, han motivado el desarrollo de técnicas para poder resolverlos, si no es posible óptimamente, sí de manera satisfactoria para realizar estos procesos de forma eficiente.
La logística y el transporte de mercancías
La logística es una parte fundamental de toda organización. Su misión es ayudar en la toma de decisiones con respecto a cómo y cuándo se deben adquirir, almacenar y transportar los recursos, materias primas o productos acabados, de forma que se optimice una o varias medidas de “rendimiento”, como, por ejemplo, minimizar el coste total o maximizar el beneficio obtenido. Esto se realiza usualmente a la vez que se satisface un conjunto dado de condiciones: un presupuesto máximo que no podemos exceder, o un tiempo máximo de entrega de un determinado producto, entre otras.
El transporte de mercancías apoya las actividades de producción, comercio y consumo, asegurando el movimiento eficiente y la disponibilidad oportuna de materias primas y productos acabados. Tal y como señalan Crainic y Laporte en “Planning Models for Freight Transportation” (European Journal of Operational Research, 1997), el coste del transporte supone una parte significativa del coste final de los productos y representa una gran parte del producto interior bruto de cualquier país.
Con el aumento de la globalización y del comercio electrónico, la importación de materiales y exportación de productos ha crecido enormemente, por lo que el envío/recogida de productos ha aumentado de forma significativa. Como resultado de esto, ahora los mercados son más amplios, lo que estimula la competencia entre compañías de distintos países y alienta a las empresas a aprovechar las economías de escala. Por esta razón, el transporte internacional se ha convertido en un factor clave para las empresas, que tienen ahora la oportunidad de encontrar clientes y/o proveedores en otros países.
Transporte de mercancías de larga distancia con cargas completas
El transporte de mercancías de larga distancia con cargas completas se ocupa principalmente del movimiento de mercancías entre terminales o ciudades que se encuentran a grandes distancias y en el que las mercancías se transportan por carretera por medio de vehículos.
El problema de transporte de mercancías con cargas completas consiste, básicamente, en la carga de la mercancía de un cliente, su transporte y entrega en otro lugar, de manera que el vehículo transporta exclusivamente las mercancías de ese único cliente a su destino.
El problema trata de asignar y secuenciar los trayectos de carga-descarga a la flota de vehículos, tratando de maximizar el número de servicios que se realizan. Entendemos como servicio la carga de la mercancía en un determinado lugar, su transporte y su completa descarga en otro. También se tendrá que minimizar el número de vehículos que se emplean y las horas que cada vehículo recorre vacío.
Una de las restricciones que las soluciones deben cumplir es la limitación del número de horas de conducción, y la necesidad de hacer descansos. Con el objetivo de mejorar la seguridad vial, esta restricción está regulada por la normativa de la Unión Europea (Reglamento UE n.165/2014), y controlada mediante la obligatoriedad del uso de tacógrafos
El tacógrafo es un aparato instalado en los vehículos, en el que se registra información sobre las actividades del conductor y uso del vehículo (kilómetros, pausas, horarios, velocidad, etc).
Esta medida, si bien es necesaria para la seguridad vial, complica todavía más un problema ya de por sí extraordinariamente difícil. Las restricciones de tacógrafo pueden suponer que dos conductores que tengan que hacer el mismo recorrido, no puedan llegar en el mismo tiempo, dependiendo de la distancia que hayan recorrido anteriormente, y por lo tanto de los descansos que deban hacer.
Dada la dificultad teórica (de la que ya hemos hablado antes) y práctica (por las condiciones particulares de este problema), un método de resolución exacto no va a ser capaz de proporcionar ni siquiera una “buena” solución posible en un tiempo de computación razonable. Por lo tanto, se necesita un algoritmo aproximado para su resolución que, aunque generalmente no suelen encontrar la solución óptima, sí son capaces de obtener buenas soluciones en tiempos relativamente pequeños.
Conclusión
El problema presentado y, en general, los problemas de transporte de mercancías son problemas difíciles de resolver de manera óptima debido a la gran cantidad de posibles soluciones que tienen y a las numerosas y complicadas restricciones que deben satisfacer.
Por tanto, para resolverlos será casi imprescindible el diseño e implementación de sofisticados algoritmos o heurísticas ad-hoc por expertos en optimización, que sigan estrategias específicas para este tipo de problemas, y permitan encontrar soluciones de gran calidad en tiempos que estén ajustados a la dinámica de las empresas.
