Projecto do Mestrado de Planeamento e Operação de Transportes, Instituto Superior Técnico, Universidade de Lisboa. NOTA 18 / 20 Master Degree Project. MSc Transport Planning and Operation, Instituto Supeiror Tecnico, Lisbon University. GRADE 18 /20

1. Fonte: Adaptada de DHL Deutscht Post

2. 2
Distribuição de
medicamentos às
farmácias no meio
urbano
Sistema inovador de
transporte – veículos
e sistemas aéreos não
tripulados UAS
Logística Urbana –
transporte urbano de
mercadorias
Problema de
planeamento de
rotas de distribuição
VRP
Aplicação de software de
modelação e simulação
de transporte de
mercadorias
TransCad
Actividade Transporte
Resumo
Estado
da
Arte
Estado
da
Arte
CASO ESTUDO
DE

3. 3
Introdução (I) “… Nós inventamos as cidades para podermos falar
uns com os outros…”
Paulo Rocha Mendes in homenagem a Oscar Niemeyer – Ed. COPAN, 2013
Actualmente entre 50 – 70 % dos
habitantes do planeta vive nas
cidades
Veículos transporte de mercadorias
 Actividade urbanas muito dependentes
 Prejudiciais à qualidade do meio
ambiente
 Necessidade dos centros urbanos
serem atraentes
Cidade como fonte principal de
crescimento económico e
produtividade global
vs
maior consumo de recursos
e emissões de CO2
Presente e o Futuro do sucesso das
cidades dependem da eficiência da
organização e mitigação dos
problemas chave do transporte
de mercadorias.

4. 4
Distribuição de medicamentos às farmácias em meio urbano (I)
Fonte: Adaptada de (Deloitte, 2013)
• Actividade Indispensável
• Critérios Rígidos Organização
• Requisitos Técnicos e Legais
• Clientes Exigentes – Nível de
Serviço Elevado
• Numerosos Movimentos de C/D
no Espaço Urbano
Dificuldades das Farmácias Urbanas
Reduzido espaço de armazenagem
Diminuta capacidade financeira
Causas
Venda liberalizada (MNSRM) – novos players
Liberalização propriedade – operar em rede
Redução preços – diminuição de margens
Alargamento horários – tempo atendimento
Poupanças distribuição – custos
Envelhecimento população – mais urgência
Necessidades
Responder aos pedidos
atempadamente
Garantir entregas
O Dilema da Distribuição
Planeamento das rotas e do tipo
de viaturas a alocar ao serviço
Evitando rupturas de stock

5. 5
Distribuição de medicamentos às farmácias em meio urbano (II)
Gestão Just-in-Time de toda a cadeia de abastecimento
Laboratórios
Distribuidores / Armazenistas
Farmácias
Doentes
Doentes - exigem tempos de entrega + curtos
Farmácias - necessitam fornecimentos várias X
ao dia; entregas em pequenas quantidades
Armazenistas - preços de terreno baixos
(depósitos maiores); pretendem entregas +
eficientes (tempo ou custos)
Laboratórios - lançamento de novos produtos; e
vendas em grandes quantidades
Operação de distribuição totalmente
efectuada por via rodoviária
 Múltiplos locais da cidade
 Várias vezes ao dia
Sector que provoca elevadas
externalidades no meio urbano
Exige-se uma reflecção sobre medidas e soluções adequadas à sua resolução

6. 6
Sistemas Inovadores de Transporte (I) “Disruptive technologies: advances that will
transform life, business, and the global economy”
McKinsey Global Institute ,May 2013
• Retirada gradual dos veículos de
motorização convencionais – diminuição
dependência petróleo e volume
emissões gases de efeito de estufa
• Uso de energias alternativas - redução
da pegada carbónica
• Congestionamento da rede rodoviária e
as externalidades várias
Grandes preocupações mundiais nas
últimas décadas em termos de
transporte urbano: passageiros e carga
Evolução da actividade
transporte de
mercadorias necessitará
de ser reinventada.
OUTROS MODOS ou a
sua combinação mais
eficiente

7. Sistemas Inovadores de Transporte (II)
Definição e Conceito de UAS ?
Fonte: Imagens Google 2014
7

8. 8
Sistemas Inovadores de Transporte Potencialidades & Benefícios
“….Worldwide people are being innovative, creative and using their
imagination to capitalize on what “can” UAS offer…”
Mobilidade – fácil de implantar, movimentar, descolar e
recuperar
Baixo Custo – investimento do sistema e operação
Rápida Resposta – elevada prontidão e segurança
Ausência de Risco Humano - sem tripulantes
Redução de Exposição Humana– missões longas, fatigantes
e perigosas
Elevado Grau de Controlo– centros de comando e operação
Elevado Controlo e Informação – em tempo real
….
 Protecção do
ambiente
 Redução de Ruído
 Redução consumo de
combustível e
emissões de CO2

9. 9
Questões Politicas
 Falta harmonização - regras e ausência de quadro
legal
 Falta formação e requisitos de licenciamento
 Falta acesso ao espaço aéreo
 …
Fonte: Warmerdam, J., Buuren, G ten. (2010)
Garantir Segurança em caso de se
perder o control link
terminando a missão de voo em
segurança ou voltar ao ponto de
falha
Questões Técnicas
 Necessidade confiar tecnologias de
comunicações e navegação
 Garantir segurança, eficiência, credibilidade -
integração no espaço aéreo
 Operações de voo transparentes para outros
utilizadores e tráfego aéreo
 Controle – detecção, percepção e evitar
obstáculos
Sistemas Inovadores de Transporte Obstáculos e Riscos

10. 10
D E F I N I Ç Ã O D O P R O B L E M A “Sistemas de Transporte e telecomunicações
que permitem movimentar pessoas, produtos
e informação de forma rápida, segura e
eficiente”
José Manuel Viegas, in A Mobilidade na Competitividade das Cidades, 2009
Procurar num sistema de distribuição
determinadas tarefas que possam ser executadas
por veículos não convencionais que aliviem a
disputa do espaço nas infra-estruturas rodoviárias
urbanas
Actividade das farmácias - dificuldades em prestar um elevado nível de serviço
 Escassez de espaço disponível – armazenamento
 Restrições financeiras – aquisição de stock
 Entrada constante no mercado de novos produtos
Utilização de UAS
Entrega de pequenos volumes,
fiabilidade, flexibilidade,
redução de custos
E porque não testar as
sua aplicação em
actividades comerciais?

11. 11
Estado da Arte - L ogística Urb an a(I )
Conceito de Logística
Processo de planeamento,
implementação e controlo de
procedimentos para o eficiente e eficaz
transporte e armazenamento de
mercadorias ou serviços.
Incluindo os serviços e informações
desde o ponto de origem
(extracção/produção) até ao ponto de
destino (local de venda/consumo) com o
propósito de corresponder aos
requisitos dos clientes.
Fonte: Imagem Google 2014

12. 12
Estado da Arte - L ogística Urb an a (I I ) “ Urban logistics is the planning,
implementation and efficient control of the
flow and storage of materials and related
information, an urban scale, with all its
specificities”
Caiado, MSc thesis I.S.T., 2004
Organizar a logística urbana envolve uma
imensa complexidade de medidas e acções
que visam a satisfação dos consumidores
Busca incessante da eficiência do sistema de
distribuição
Redução custos de transporte
Fonte: (Projecto "LOGURB", 2007)

13. 13
“(…) Sustainable development is
development that meets the needs of the
present without compromising the
ability of future generations to meet
their own needs (…)"
Brundtland Report, 1987
Estado da Arte - L ogística Urb an a (I I I )
Custos de serviços de transporte de carga e logística
Impactos directos no custo dos bens e serviços
consumidos
Pressão no sector – níveis elevados de eficiência a baixos
SOLUÇÕES Medida primária – veículos de reduzidas dimensões
Legislativas e Operacionais – sistemas cooperativos,
Condicionamento de Acessos – peso ou dimensão
do meio de transporte, horários;
Gestão Territorial – zonas de carga e descarga, mini
plataformas logísticas;
Tecnológicas – utilização de GPS e tracking,
software planeamento de rotas, veículos
não poluentes….
Fonte:(Projecto"LOGURB",2007)

14. 14
Estado da Arte – Modelos de Simulação Transporte Mercadorias (I)
Tendência crescente no uso de modelos e ferramentas informáticas
de simulação para estudo de actividades de logística urbana
Transporte de
Passageiros
Vehicle Routing Problem VRP
Variadíssimas Decisões relacionadas com o transporte – algumas
das + importantes:
 A selecção do modo de transporte;
 Routing - definição de rotas;
 Programação de rotas;
 Consolidação de cargas.
Inúmeros Casos Reais de Aplicação
• distribuição de mercadorias ou serviços a
clientes,
• entregas expresso de encomendas ou
correspondência,
• recolhas de valores e documentos

15. 15
Estado da Arte – Modelos de Simulação Transporte Mercadorias (II)
Vehicle Routing Problem VRP
Necessidade da criação ou optimização de rotas
de distribuição
Generalização do Problema do Caixeiro – Viajante
(Travelling Salesman Problem TSP)
Objectivo – encontrar uma solução óptima na definição de rotas de
entregas de mercadorias com origem em um ou em diversos centros de
distribuição até um determinado número de clientes espalhados
geograficamente numa dada região
a solução que se obtém através da
resolução de um VRP mostrará como
deverão ser afectados os diferentes
recursos disponíveis com o intuito de
realizar a operação de transporte
num custo mais baixo
 Quantos veículos utilizar?
 Quais os clientes que cada veiculo
serve?
 Qual a rota para cada veículo?

16. 16
Estado da Arte – Modelos de Simulação Transporte Mercadorias (III)
Elementos que constituem o VRP
Teoria de Grafos
Arcos (links ou ligações) representam as secções da rede
(ex. estradas)
Vértices (junctions ou nós) representam cruzamentos
(intersecções), ou localizações (clientes, depósitos)
A cada Arco é associado um Custo, Distância ou Tempo
parâmetros do VRP – que correspondem à formulação em programação linear:
Função Objectivo – minimização (distância, duração da rota, dimensão frota);
Restrições – Veículos, Clientes, Rotas;
Varáveis de Decisão – qual o veículo, outras (horário, quantidades);
Hipóteses (recursos) e características do problema – visita única ou entrega fraccionada
Fonte: www. neo.lcc.uma.es/vrp/vehicle-routing-problem/

17. 17
Estado da Arte – Modelos de Simulação Transporte Mercadorias (IV)
Vehicle
Routing
Problem
VRP
Travelling
Salesman
Problem
TSP
Capacitated
Vehicle
Routing
Problem
CVRP
Vehicle
Routing
Problem Pick-
ups Deliveries
VRPPD
Heterogeneou
s Fleet Vehicle
Routing
Problem
HFVRP
Multiple
Depot
Vehicle
Routing
Problem
MDVRP
Vehicle
Routing
Problem with
Time
Windows
VRPTW
Stocahstic
Vehicle
Routing
Problem
SVRP
Variantes do VRP relevantes para o
caso de estudo
Métodos de Resolução
a. Abordagens exactas
b. Heuristicas
i. Mét. Construtivos
ii. Mét.
Melhoramento
iii.Mét. Compostos
a. Meta-Heuristicas

18. 18
P R O P O S T A D E D I S S E R T A Ç Ã O ( I )
OBJECTIVO
determinar os requisitos necessários duma rede de
transporte UAS para minimizando os custos e garantir
os objectivos de uma rede de transportes:
cobertura, acessibilidade, nível de serviço e
redundância de rede
Modelar um sistema de planeamento de rotas de distribuição de medicamentos a Farmácias
usando UAS em meio urbano
Alternativa com custos menores de operação
Quando as quantidade são pequenas, e existe a necessidade de prestação de serviço em
tempo reduzido
A introdução de UAS na operação de distribuição de medicamentos
PROCURA como OBJECTIVO:
Reduzir Custos Directos;
Aumentar Receitas (prestar melhor serviço – resolver o problema da não venda);
Redução dos Custos Externos

19. 19
P R O P O S T A D E D I S S E R T A Ç Ã O ( I I )
METODOLOGIA 1. Recolha Bibliográfica
2. Abordagem exploratória – Farmácias, empresa
que operam de UAS
3. Tarefa de compreensão e interpretação –
tratamento de dados
4. Modelação da procura – recurso ao TransCad
5. Criação de Cenários com a construção de Matrizes
Origem / Destino. Soluções de custo mínimo,
distância (percurso) mínima, tempo mínimo. –
resolvido através dos algoritmos básicos do
problema dos transporte.
6. Apresentação resultados e cenários graficamente.
Alguns aspectos a precaver
 Relevo do terreno, zonas
interditas de voo;
 Características dos veículos;
 Condições meteorológicas
(vento e chuva) – cidade de
Lisboa
 ….

20. 20
P R O P O S T A D E D I S S E R T A Ç Ã O ( I I I )
METODOLOGIA
Rede de Farmácias em Lisboa
• Levantamento geográfico
• Colocação em Mapa
Rede de Distribuidores em Lisboa
• Levantamento geográfico
• Colocação em Mapa

21. 21
P R O P O S T A D E D I S S E R T A Ç Ã O ( I I I )
METODOLOGIA
Zonas Restritas de Voo de UAS
Exemplos:
• Zona do Aeroporto;
• Hospitais;
• Instalações Militares;
• Palácio da Presidência
República
• Assembleia Nacional
República
• …

22. 22
P R O P O S T A D E D I S S E R T A Ç Ã O ( I I I )
METODOLOGIA
Elaboração da Rede de UAS
Planeamento das rotas de
distribuição
Cálculo da Frota
Ex:
Para a simulação da descolagem,
voo (em velocidade cruzeiro) e
aterragem – arcos com diferentes
dimensões
Pequenos na origem e destino

23. 23
Bibliografia
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24. 24
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Viegas, J.M. (2014). Mobilidade Urbana na Encruzilhada: Possibilidades Técnicas e Escolhas Politicas. Palestra no Instituto
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VOLPE - National Transportation Systems Center. (2013). Unmanned Aircraft Systems (UAS) - Service Demand 2015-2035,
literature Review & Projections of Future Usage. U.S. Department of Transportation - Research an Innovative Technology
Administration.

25. 25
Questões & Respostas
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