The impact of changing the transportation cost structure of a food retail company

A Work Project, presented as part of the requirements for the Award of a Masters Degree in Management from the NOVA – School of Business and Economics

A Branch and Bound Algorithm for a Transportation Type Problem with Piecewise Linear Convex Objective Function

A branch and bound type algorithm is presented in this paper to the problem of finding a transportation schedule which minimises the total transportation cost, where the transportation cost over each route is assumed to be a piecewice linear continuous convex function with increasing slopes. The algorithm is an extension of the work done by Balachandran and Perry, in which the transportation cost over each route is assumed to beapiecewise linear discontinuous function with decreasing slopes. A numerical example is solved illustrating the algorithm.

An approach using Lagrangian/surrogate relaxation for lot-sizing with transportation costs

Neste trabalho estuda-se um problema de dimensionamento de lotes e distribuição que envolve além de custos de estoques, produção e preparação, custos de transportes para o armazém da empresa. Os custos logísticos estão associados aos contêineres necessários para empacotar os produtos produzidos. A empresa negocia um contrato de longo prazo onde um custo fixo por período é associado ao transporte dos itens, em contrapartida um limite de contêineres é disponibilizado com custo mais baixo que o custo padrão. Caso ocorra um aumento ocasional de demanda, novos contêineres podem ser utilizados, no entanto, seu custo é mais elevado. Um modelo matemático foi proposto na literatura e resolvido utilizando uma heurística Lagrangiana. No presente trabalho a resolução do problema por uma heurística Lagrangiana/surrogate é avaliada. Além disso, é considerada uma extensão do modelo da literatura adicionando restrições de capacidade e permitindo atraso no atendimento a demanda. Testes computacionais mostraram que a heurística Lagrangiana/surrogate é competitiva especialmente quando se têm restrições de capacidade apertada.

Problems of optimal transportation on the circle and their mechanical applications

We consider a mechanical problem concerning a 2D axisymmetric body moving forward on the plane and making slow turns of fixed magnitude about its axis of symmetry. The body moves through a medium of non-interacting particles at rest, and collisions of particles with the body's boundary are perfectly elastic (billiard-like). The body has a blunt nose: a line segment orthogonal to the symmetry axis. It is required to make small cavities with special shape on the nose so as to minimize its aerodynamic resistance. This problem of optimizing the shape of the cavities amounts to a special case of the optimal mass transfer problem on the circle with the transportation cost being the squared Euclidean distance. We find the exact solution for this problem when the amplitude of rotation is smaller than a fixed critical value, and give a numerical solution otherwise. As a by-product, we get explicit description of the solution for a class of optimal transfer problems on the circle.

Equilibrium existence in the circle model with linear quadratic transport cost

We treat the problem of existence of a location-then-price equilibrium in the circle model with a linear quadratic type of transportation cost function which can be either convex or concave. We show the existence of a unique perfect equilibrium for the concave case when the linear and quadratic terms are equal and of a unique perfect equilibrium for the convex case when the linear term is equal to zero. Aside from these two cases, there are feasible locations by the firms for which no equilibrium in the price subgame exists. Finally, we provide a full taxonomy of the price equilibrium regions in terms of weights of the linear and quadratic terms in the cost function.

Low moisture mud from solid bowl decanters

The high moisture content of mill mud (typically 75–80% for Australian factories) results in high transportation costs for the redistribution of mud onto cane farms. The high transportation cost relative to the nutrient value of the mill mud results in many milling companies subsidising the cost of this recycle to ensure a wide distribution across the cane supply area. An average mill would generate about 100 000 t of mud (at 75% moisture) in a crushing season. The development of mud processing facilities that will produce a low moisture mud that can be effectively incorporated into cane land with existing or modified spreading equipment will improve the cost efficiency of mud redistribution to farms; provide an economical fertiliser alternative to more farms in the supply area; and reduce the potential for adverse environmental impacts from farms. A research investigation assessing solid bowl decanter centrifuges to produce low moisture mud with low residual pol was undertaken and the results compared to the performance of existing rotary vacuum filters in factory trials. The decanters were operated on filter mud feed in parallel with the rotary vacuum filters to allow comparisons of performance. Samples of feed, mud product and filtrate were analysed to provide performance indicators. The decanter centrifuge could produce mud cakes with very low moistures and residual pol levels. Spreading trials in cane fields indicated that the dry cake could be spread easily by standard mud trucks and by trucks designed specifically to spread fertiliser.

Modeling heat and mass transfer process during convection drying of fruit

Fruit drying is a process of removing moisture to preserve fruits by preventing microbial spoilage. It increases shelf life, reduce weight and volume thus minimize packing, storage, and transportation cost and enable storage of food under ambient environment. But, it is a complex process which involves combination of heat and mass transfer and physical property change and shrinkage of the material. In this background, the aim of this paper to develop a mathematical model to simulate coupled heat and mass transfer during convective drying of fruit. This model can be used predict the temperature and moisture distribution inside the fruits during drying. Two models were developed considering shrinkage dependent and temperature dependent moisture diffusivity and the results were compared. The governing equations of heat and mass transfer are solved and a parametric study has been done with Comsol Multiphysics 4.3. The predicted results were validated with experimental data.

Multiphysics modelling of convective drying of food materials

Currently, 1.3 billion tonnes of food is lost annually due to lack of proper processing and preservation method. Drying is one of the easiest and oldest methods of food processing which can contribute to reduce that huge losses, combat hunger and promote food security. Drying increase shelf life, reduce weight and volume of food thus minimize packing, storage, and transportation cost and enable storage of food under ambient environment. However, drying is a complex process which involves combination of heat and mass transfer and physical property change and shrinkage of the food material. Modelling of this process is essential to optimize the drying kinetics and improve energy efficiency of the process. Since material properties varies with moisture content, the models should not consider constant materials properties, constant diffusion .The objective of this paper is to develop a multiphysics based mathematical model to simulate coupled heat and mass transfer during convective drying of fruit considering variable material properties. This model can be used predict the temperature and moisture distribution inside the food during drying. Effect of different drying air temperature and drying air velocity on drying kinetics has been demonstrated. The governing equations of heat and mass transfer were solved with Comsol Multiphysics 4.3.

Otimização do problema de localização de instalações aplicado ao comércio e distribuição de combustíveis

Um dos problemas mais relevantes em organizações de grande porte é a escolha de locais para instalação de plantas industriais, centros de distribuição ou mesmo pontos comerciais. Esse problema logístico é uma decisão estratégica que pode causar um impacto significativo no custo total do produto comercializado. Existem na literatura diversos trabalhos que abordam esse problema. Assim, o objetivo desse trabalho é analisar o problema da localização de instalações proposto por diferentes autores e definir um modelo que seja o mais adequado possível ao mercado de distribuição de combustíveis no Brasil. Para isso, foi realizada uma análise do fluxo de refino e distribuição praticado neste segmento e da formação do respectivo custo de transporte. Foram consideradas restrições como capacidade de estoque, gama de produtos ofertados e níveis da hierarquia de distribuição. A partir dessa análise, foi definido um modelo matemático aplicado à redução dos custos de frete considerando-se a carga tributária. O modelo matemático foi implementado, em linguagem C, e permite simular o problema. Foram aplicadas técnicas de computação paralela visando reduzir o tempo de execução do algoritmo. Os resultados obtidos com o modelo Single Uncapacited Facility Location Problem (SUFLP) simulado nas duas versões do programa, sequencial e paralela, demonstram ganhos de até 5% em economia de custos e redução do tempo de execução em mais de 50%.

Rural engineering infrastructures design and public facility locations

O desenvolvimento das redes de estradas rurais, especialmente em áreas montanhosas, é a intervenção chave para melhorar a acessibilidade às localidades e aos serviços públicos, cobrindo o maior número de localidades e de serviços públicos, otimizando os escassos recursos disponíveis em países em desenvolvimento. Este estudo explora diferentes modelos de organização de redes de estradas rurais considerando a construção de novas ligações ou o melhoramento de estradas existentes. Um método, baseado na cobertura da rede de estradas rurais, é utilizado para identificar os pontos nodais que formam a rede rural base numa específica região, a qual cobrirá um conjunto dos serviços públicos e de localidades. O modelo assenta numa rede rural de estradas típica ("backbone" e "branch") das regiões montanhosas do Nepal. Os modelos propostos fornecem um conjunto de possibilidades de ligações a estabelecer ou a melhorar e oferece soluções para diferentes níveis de orçamento, que otimizam os custos de transporte na rede, considerando diferentes tipos de pavimento (em solo, granular ou asfáltico). Foi realizado separadamente um modelo dedicado a análises multi-objetivo para resolver problemas de melhoramento de ligações dentro da rede considerando dois objectivos, minimizar os custos de operação para o utilizador e maximizar a população coberta pela rede de estradas, considerando ligações pavimentadas e não pavimentadas (em solo, granular ou asfáltico) dentro de um determinado limite orçamental. O modelo dá ao decisor (DM) diferentes alternativas eficientes para que este possa tomar uma decisão final. Estes modelos, desenvolvidos para redes de estradas rurais, são também aplicáveis a outras redes de infraestruturas rurais, tais como, de fornecimento de água, de eletricidade e de telecomunicações. A implementação dos modelos nas redes de estradas rurais dos distritos de Gorkha e Lamjung do Nepal permitiu confirmara sua aplicabilidade. Verifica-se que os modelos propostos são mais práticos e realísticos no estudo de soluções de melhoramento e de desenvolvimento de redes de estradas rurais em regiões montanhosas de países em desenvolvimento.

Using genetic algorithms for the single allocation hub location problem

Hub location problem is an NP-hard problem that frequently arises in the design of transportation and distribution systems, postal delivery networks, and airline passenger flow. This work focuses on the Single Allocation Hub Location Problem (SAHLP). Genetic Algorithms (GAs) for the capacitated and uncapacitated variants of the SAHLP based on new chromosome representations and crossover operators are explored. The GAs is tested on two well-known sets of real-world problems with up to 200 nodes. The obtained results are very promising. For most of the test problems the GA obtains improved or best-known solutions and the computational time remains low. The proposed GAs can easily be extended to other variants of location problems arising in network design planning in transportation systems.

Buyer–seller interaction in experimental spatial markets

We report results from experimental spatial markets with endogenous buyer location on a discrete version of Hotelling's linear city. Buyer locations favor more often the hypothesis of transportation cost minimization than that of strategic location aimed at increasing price competition between sellers. However, the latter of the two hypotheses receives systematic support too. Differentiation by seller-subjects is substantially less than the theory would predict for the specific framework used. Our results suggest that location strategies adopted by subjects can be seen as a rational process favoring conservative product design and spatial agglomeration of economic activities.

Modelos matemáticos para problemas de dimensionamento de lotes com restrições de capacidade e custos de transporte

In this paper, capacitated lot sizing problems in which the classical lot sizing decisions are made considering the transportation costs of the manufactured products were studied. These costs are related to the necessary number of pallets or trucks to pack and/or transport the products from the factory to the warehouse. Three extensions of a mixed integer linear programming model from the literature are considered, representing general cases that are commonly found in companies. These models are tested and evaluated using an optimization package, and a Lagrangian heuristic was developed for one of the extensions proposed.

Métodos híbridos de pontos interiores e de programação inteira 0-1 para problemas de custo de colheita da cana-de-açúcar e de custo de coleta e geração de energia relacionados à sua biomassa

Pós-graduação em Engenharia Elétrica - FEB

Heurísticas para o problema de dimensionamento de lotes capacitado com custo de transporte

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)