Hybrid methodologies for symmetric and asymmetric vehicle routing problems

En las ultimas decadas, la globalizacion ha impulsado la adaptacion del sector del Transporte y la Logistica a las nuevas demandas sociales. Al mismo tiempo, el transporte ha sido la columna vertebral de la globalizacion. Esta necesidad social crea consumidores ambiciosos que necesitan sus productos de forma rapida y a un precio asequible muchas veces sin ser conscientes de su origen, el transporte o los aspectos medioambientales, entre otros factores. Sin embargo, para satisfacer las demandas del cliente, es necesario encontrar el modo de transporte mas barato, que significa la mejora de la logistica del transporte de estos productos. Por lo tanto, estas demandas requieren un servicio cada vez mas flexible para satisfacer las necesidades del cliente, y, ademas, las empresas quieren un transporte eficiente y productivo. Traveling Salesman Problems (TSP) and Vehicle Routing Problems (VRP) proporcionan el marco teorico para tratar este tipo de problemas logisticos relacionados con la distribucion fisica de mercancias desde un almacen central hasta los clientes. Son dos de los problemas mas desafiantes e investigados debido a su complejidad y aplicabilidad. El objetivo principal de esta tesis doctoral es la introduccion de metodologias hibridas que integran varias tecnicas para resolver de manera eficiente rich VRPs con restricciones realistas. Esta tesis comienza con problemas teoricos y evoluciona hacia escenarios mas realistas abordando un total de seis problemas combinatorios relacionados con el transporte por carretera. Una metaheuristica llamada Tailored Lagrangian Metaheuristic (TLM) se ha desarrollado para abordar el TSP. Esta basa en la relajacion de Lagrange que se utiliza para explotar la estructura del problema que reduce considerablemente su complejidad moviendo restricciones dificiles de satisfacer a la funcion objetivo, asociando una penalizacion en caso de que no se cumplen. La metaheuristica desarrollada para el TSP se ha integrado en dos metodologias hibridas combinadas con Constraint Programming para hacer frente a problemas mas complejos. En primer lugar, el Capacitated Vehicle Routing Problem (CVRP), cuyos los vehiculos tienen limitaciones de capacidad de carga de las mercancias que deben ser entregadas, es abordado. En segundo lugar, se ha abordado un problema real, Home Health Care (HHC), del servicio de Salud en el municipio de Ferrara, Italia. Este consiste en la asignacion de los tratamientos de los pacientes a las enfermeras que viajan a las casas de los pacientes. Investigaciones teoricas suelen asumir la simetria de los costes basados en la distancia de viajar de un lugar a otro y la existencia de una flota homogenea de vehiculos con una misma capacidad. Esta tesis estudia diferentes variantes centradas en el impacto que causa la asimetria de los costes y la heterogeneidad de la flota. Para estos estudios, se abordan la version con costes asimetricos del TSP y del CVRP -el Asymmetric Traveling Salesman Problem (ATSP) y el Asymmetric Capacitated Vehicle Routing Problem (ACVRP)- y la version con flota heterogenea del ACVRP –el Asymmetric and Heterogeneous Vehicle Routing Problem (AHVRP).