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ESTUDO DE ROTEIRIZAÇÃO DE VEÍCULOS: APLICAÇÃO DA TÉCNICA DE VARREDURA EM UMA INDÚSTRIA DE ARTIGOS DE SONO Charlliany Ferreira de Alencar (UFRN) [email protected] Emerson Raniere de Macedo (UFRN) [email protected] Adeliane Marques Soares (UFRN) [email protected] Fadja D`julia Cavalcanti Souza (UFRN) [email protected] Diante do cenário atual de grande competitividade empresarial, é preciso estar sempre em busca de aperfeiçoamento das atividades. A logística é parte integrante e indispensável neste processo. As atividades logísticas necessitam ser planejadas e geridas de forma a estarem ligadas aos demais processos da empresa, assim é de extrema relevância que o processo de entrega esteja bem solidificado. O método da varredura propõe uma forma de auxiliar nas operações logísticas de entrega, definindo melhores caminhos e sequências, e aprimorando a utilização dos recursos disponíveis. Neste âmbito, o objetivo do estudo consiste em definir e propor novas rotas para o processo de distribuição da produção de uma indústria de artigos do sono situada na cidade de Natal, Rio Grande do Norte. Como resultado, espera-se a redução nos trajetos, maximização do uso dos veículos e a otimização do tempo necessário para realizar o processo. Palavras-chave: Logística, roteirização, método de varredura, redução de tempo XXXV ENCONTRO NACIONAL DE ENGENHARIA DE PRODUCAO Perspectivas Globais para a Engenharia de Produção Fortaleza, CE, Brasil, 13 a 16 de outubro de 2015.

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ESTUDO DE ROTEIRIZAÇÃO DE

VEÍCULOS: APLICAÇÃO DA TÉCNICA

DE VARREDURA EM UMA INDÚSTRIA

DE ARTIGOS DE SONO

Charlliany Ferreira de Alencar (UFRN)

[email protected]

Emerson Raniere de Macedo (UFRN)

[email protected]

Adeliane Marques Soares (UFRN)

[email protected]

Fadja D`julia Cavalcanti Souza (UFRN)

[email protected]

Diante do cenário atual de grande competitividade empresarial, é

preciso estar sempre em busca de aperfeiçoamento das atividades. A

logística é parte integrante e indispensável neste processo. As

atividades logísticas necessitam ser planejadas e geridas de forma a

estarem ligadas aos demais processos da empresa, assim é de extrema

relevância que o processo de entrega esteja bem solidificado. O

método da varredura propõe uma forma de auxiliar nas operações

logísticas de entrega, definindo melhores caminhos e sequências, e

aprimorando a utilização dos recursos disponíveis. Neste âmbito, o

objetivo do estudo consiste em definir e propor novas rotas para o

processo de distribuição da produção de uma indústria de artigos do

sono situada na cidade de Natal, Rio Grande do Norte. Como

resultado, espera-se a redução nos trajetos, maximização do uso dos

veículos e a otimização do tempo necessário para realizar o processo.

Palavras-chave: Logística, roteirização, método de varredura, redução

de tempo

XXXV ENCONTRO NACIONAL DE ENGENHARIA DE PRODUCAO Perspectivas Globais para a Engenharia de Produção Fortaleza, CE, Brasil, 13 a 16 de outubro de 2015.

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1. Introdução

A indústria de colchões no Brasil é caracterizada por ser formada de pequenas e médias empresas, devido a

atuação destas ser tradicionalmente em nível regional, sendo atingidas somente por concorrentes de mesmo porte

de localidade próxima. Assim, preocupações com desenvolvimento, otimização, redução de custos e entrada de

novos concorrentes ficavam em segundo plano.

Entretanto, o cenário atual mostra um mercado globalizado e cada vez mais competitivo, com a chegada de

novos competidores e aumento de produtos importados disponíveis no mercado, ameaçando a estabilidade e

pressionando as empresas de todos os portes por modernizações. Segundo Catelli (2005), as barreiras

econômicas, uma a uma, vão caindo e expondo mercados locais à concorrência de gigantes transnacionais.

Neste contexto, as organizações precisam estar em constante processo de transformação, sob pena de perderem,

muito mais que oportunidades, seu lugar no mercado, surgindo nas empresas a preocupação com inovação e

estratégias de otimização para garantir a sobrevivência e crescimento no mercado. Segundo Mara (2013), não

importa se a empresa é de pequeno, médio ou grande porte, todas para sobreviverem precisam ter um ótimo

planejamento logístico para evitar o fracasso em tempos onde as concorrências são fortes.

A atividade de transporte de matérias-primas, produtos intermediários e produtos acabados merece grande

atenção, pois quando não realizado de forma estratégica proporciona gastos excessivos a organização. De acordo

com Ballou (2006) normalmente entre um e dois terços dos custos logísticos totais são representados pelos

transportes.

Reduzir os custos de transporte, melhorar os serviços ao cliente e descobrir os melhores roteiros para os veículos,

visando minimizar os tempos e as distâncias, constituem alguma das situações mais frequentes na tomada de

decisão. Diante disso, este artigo tem por objetivo propor novas rotas de entrega de produtos acabados de uma

empresa que fabrica e comercializa colchões e artigos para o sono situada na cidade de Natal, buscando otimizar

o processo de entrega, reduzir o tempo das rotas e os custos de transporte desses materiais.

2. Revisão bibliográfica

O campo da logística evoluiu de um tratamento mais restrito, voltado para a distribuição física de matérias e

bens, para um escopo mais abrangente, em que se considera a cadeia de suprimentos como um todo e as

atividades de compras, administração de matérias e distribuição. (FILHO, 2002). Surge então o conceito de

Supply Chain Management (Gestão de cadeia de suprimentos), definido por Metz (1998) como um processo

orientado, com abordagem integrada, para compra, produção e entrega de produtos e serviços aos consumidores.

Este processo inclui fornecedores de diversas camadas, operações internas, operações comerciais, atacado/

varejo e consumidores finais.

Segundo o Council of Supply Chain Management Professionals - CSCMP (2010), a logística é a parte do

processo da cadeia de suprimentos que planeja, implementa e controla o efetivo fluxo e estocagem de bens,

serviços e informações correlatas desde o ponto de origem até o ponto de consumo, com objetivo de atender as

necessidades dos clientes. De acordo com Ballou (2006), a logística é a gestão coordenada das atividades inter-

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relacionadas de movimentação, transporte e armazenagem, em substituição à prática histórica de administrar

estas atividades separadamente.

Bowersox e Closs (2001) afirmam que a logística de uma empresa é um esforço integrado com objetivo de

ajudar a criar valor para o cliente pelo menor custo possível. Lynch, Keller e Ozment (2000) argumentam que as

capacidades logísticas têm um relacionamento positivo com as estratégias de liderança de custos e diferenciação.

Corroborando com esse argumento, Mentzer, Mint e Bobbitt (2004) argumentam que a contribuição logística

pode trazer vantagem competitiva para firma através da redução de custos (liderança de custos) e efetividade

(serviço ao cliente). Para que todas estas vantagens sejam alcançadas de forma efetiva, são necessários o

direcionamento e a escolha do melhor roteiro possível, e esse processo fez com que muitas organizações vissem

na roteirização uma ferramenta capaz de melhorar o desempenho do planejamento de roteiros.

2.1. Roteirização

Os processos de roteirização podem ser descritos como a decisão que se refere ao grupo de clientes a serem

visitados e posteriormente o cronograma de sequenciamento das visitas e a restrição, onde é necessário

completar as rotas com os recursos disponíveis (NOVAES, 2007). O objetivo é determinar rotas de veículos que

minimizem os custos de transporte, de modo que as demandas de todos os clientes sejam atendidas, e as

restrições de capacidade dos veículos sejam respeitadas (BELFIORE et al., 2006). De acordo com Cunha (2000),

a roteirização pode ser caracterizada por n clientes (representados numa rede de transportes por nós ou arcos)

que deverão ser servidos por uma frota de veículos, sem apresentarem restrições ou a ordem em que deverão ser

atendidos.

Enomoto e Lima (2007) levantam as principais restrições que devem ser consideradas ao realizar uma

roteirização, sendo elas: tamanho da frota disponível; tipo de frota; garagem dos veículos; natureza da demanda;

localização da demanda; características da rede; restrições de capacidade dos veículos; requisitos de pessoal;

tempos máximos de rotas; operações envolvidas; custos e objetivos.

Ballou (2006) destaca oito princípios como diretrizes para o desenvolvimento de boas rotas e cronogramas. São

eles:

a) Carregar caminhões com volumes destinados a paradas que estejam mais próximas entre si. Os roteiros

dos caminhões devem ser organizados em torno do agrupamento de paradas próximas umas das outras a

fim de minimizar o tráfego entre elas e também o tempo total em trânsito nesse roteiro.

b) Paradas em dias diferentes devem ser combinadas para produzir agrupamentos concentrados. Elas devem

ser segmentadas em problemas de roteirização e programações diferentes para cada dia da semana. Os

segmentos diários programados devem evitar a superposição dos agrupamentos de paradas. Isso ajuda a

minimizar o número de caminhões necessários para servir todas as paradas e a minimizar tempo de

viagem e a distância que percorrerão durante a semana.

c) Iniciar os roteiros a partir da parada mais distante do depósito. Uma vez identificada a parada mais

distante, é preciso selecionar as paradas em torno dessa parada-chave que completam a capacidade do

caminhão a ser utilizada.

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d) O sequenciamento das paradas num roteiro de caminhões deve ter forma de lágrima. As paradas devem

ser sequenciadas de maneira a não ocorrer nenhuma superposição entre elas.

e) No roteiro ideal, deve-se utilizar veículos com capacidade suficiente para abastecer todas as paradas de

um roteiro, minimizando a distância ou tempo total percorrido para servir todas as paradas.

f) As coletas devem ser feitas, tanto quanto possível, ao longo do andamento das entregas a fim de

minimizar o número de superposições de roteiros que tende a ocorrer quando tais paradas são servidas

depois da realização de todas as entregas.

g) Paradas isoladas de pontos de entregas, especialmente aquelas de baixo volume, são servidas ao maior

custo de tempo do motorista e despesas do veículo. A utilização de veículos menores para cuidar dessas

paradas pode revelar-se mais econômica, dependendo da distância e dos volumes envolvidos. A

utilização de transporte terceirizado é uma boa alternativa nesses casos.

h) As pequenas janelas de tempo de paradas muito pequenas podem forçar uma sequência de paradas longe

do padrão ideal.

2.2. Métodos de roteirização

Os métodos de roteirização continuam em expansão em número de pesquisas e aplicação, comprovando a

importância dos métodos de roteirização nas organizações que buscam minimizar os custos e otimizar os tempos

de entrega de seus produtos, consolidando suas práticas logísticas. Os principais métodos encontrados na

literatura são os métodos heurísticos, problema do caixeiro viajante, método de varredura e método de Clarke e

Wright.

2.2.1. Método de roteirização por varredura

O método de varredura, também conhecido como Sweep Algorithm, é um método heurístico onde se procura

obter a solução dos problemas em duas etapas distintas: a primeira visa agrupar os pontos de demanda segundo

algum critério de proximidade; enquanto na segunda etapa, cada grupo é solucionado independentemente

(NOVAES, 2007). Para Ballou (2006) o método de varredura é recomendável pela facilidade de resolução dos

problemas de maneira rápida e eficaz, e apresenta uma margem de erro de 10%, sendo esse aceitável quando se

pretende estabelecer uma solução ótima absoluta.

O método de Varredura, para Novaes (2007) é de fácil utilização e pode ser realizado por meio computacional,

possuindo as seguintes fases:

a) Fase 1: Utilizar o armazém como o ponto central e estabelecer um eixo horizontal, devendo este ser

perpendicular àquele ponto;

b) Fase 2: Girar o eixo em sentido horário ou anti-horário até a localização de um cliente;

c) Fase 3: Experimentar os clientes potenciais, analisando se o mesmo pode ser incluso no plano de rotas;

d) Fase 4: Na impossibilidade de inclusão, inicia-se um novo roteiro com o encerramento do anterior, e;

e) Fase 5: Deve-se aplicar para cada roteiro, o método 3-opt com a finalidade de reduzir o caminho a ser

percorrido.

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Segundo Ballou (2006), a desvantagem do método diz respeito à maneira como os roteiros são formados. É um

processo de dois estágios, em que em primeiro lugar se atribuem as paradas a cada veículo, para só depois

estabelecer a sequência das paradas nas estradas. Em função desse processo de dois estágios, questões de tempo,

como a duração total da viagem e a atribuição de janelas de tempo, não são adequadamente tratadas.

3. Procedimentos metodológicos

No presente estudo, utilizou uma metodologia de finalidade aplicada e qualitativa, baseado no método de estudo

de caso, tendo como referência uma pesquisa bibliográfica e exploratória por ser realizada in loco, o que, de

acordo com Santos (2004), tem como finalidade gerar uma aproximaçao do tema estudado e desenvolver

caracteristicas que o compoe.

A princípio, o levantamento bibliográfico se deu com os temas da área de roterização, para que fosse

determinado o tema a ser utilizado. O passo seguinte, destinou-se a pesquisa em campo, com entrevistas

semiestruturada com as pessoas envolvidas no processo e obtenção de dados de demanda, sendo possível realizar

uma metodologia de caráter descritivo por relatar situações reais

4. Estudo de Caso

4.1. Descrição da empresa

A organização abordada neste estudo foi uma empresa de produção, distribuição e venda de colchões e artigos de

sono situada na cidade de São Gonçalo do Amarante, região metropolitana de Natal-RN. Com mais de 40 anos

de atuação no mercado regional, classificada como pequeno porte e com um total de 64 colaboradores atuantes

no chão de fabrica. O escopo da empresa abrange desde a produção até a venda no varejo. Possui uma unidade

fabril, onde concentra toda sua produção e nove lojas de venda especializada, nas cidades de Natal, São Gonçalo

do Amarante e Mossoró. Os principais produtos fabricados pela empresa são colchões de espuma, de molas e

ortopédicos, box conjugados, bases ortopédicas, lâminas de espuma, travesseiros, capas e almofadas, rolos

decorativos e encostos.

Atualmente a empresa detém consumidores finais subdivididos em duas categorias:

Loja: Representa seus clientes internos dispostos em várias regiões do estado.

Cliente final: Consiste na pessoa física que comparece a loja para comprar o produto, onde ele pode

optar por retirar o produto no momento da compra ou utilizar o serviço de entrega oferecido.

O estudo tem como foco as saídas de mercadorias para reposição das lojas, onde a empresa conta apenas com um

veículo para atender a demanda das lojas, no entanto o estudo foi desenvolvido a partir dos dados de distribuição

da fábrica para sete lojas, avaliando as rotas praticadas e a demanda de distribuição para cada uma. O estudo não

abrangeu a distribuição de produtos para a loja de Mossoró, pois a mesma possui um processo de distribuição

próprio e independente devido a sua localização.

4.2. Recursos de distribuição

Para elaborar o modelo de roteirização foi necessário levantar todos os dados de entrada, características de

demanda e limitações do setor de distribuição. Esses dados estão associados aos parâmetros definidos na

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formulação do problema. Os parâmetros relevantes são a capacidade dos veículos, as demandas de cada cliente e

os tempos de deslocamento entre dois pontos. Pode-se então dividir os dados necessários em três categorias

distintas, a saber, recursos de distribuição, dados sobre os clientes e dados do processo de distribuição atual.

A empresa possui uma frota própria de veículos para distribuição de seus produtos acabados. São 02 caminhões

baú modelos Volkswagen 8.150 do ano 2013 com capacidade de 32.35 m³ e um Mercedes-Benz 1114 ano 1988

com capacidade de 58.50 m³. O estudo foi realizado com o caminhão de maior capacidade, pois é o que realiza a

distribuição dos produtos nas sete lojas em questão.

4.3. Lojas

Com o intuito de obter uma rota adequada para o serviço de distribuição dos produtos, é preciso levantar os

dados dos clientes (lojas) para garantir a satisfação do processo de distribuição.

A empresa possui um parque industrial que também atua como Centro de Distribuição. Os produtos do CD são

destinados às lojas próprias, sendo estas os clientes internos da entidade. Na figura 01 são expostos os endereços

e determinados pseudônimos para facilitar o entendimento no processo da roteirização.

Figura 1- Localização e pseudônimo dos clientes internos

4.4. Demanda de Venda

Analisar a demanda é um dos requisitos para realizar uma roteirização adequada e que atenda as necessidades

dos clientes ao passo que aumente a eficiência dos processos logísticos da empresa. A empresa em questão

detém um mercado caracterizado pelo volume devido ao tipo de produto comercializado. Foram levantados

dados de demanda dos produtos nas 8 lojas da rede de 01/10/14 a 30/10/14 onde foram utilizados como

parâmetro para análise do estudo.

As vendas diárias foram obtidas através da média de vendas no referido período. Para mensurar a demanda de

acordo com a capacidade do caminhão, considera-se o volume do produto de maior rotatividade na empresa, que

é o colchão solteiro com dimensões de 1,30m de largura, 1,90m de comprimento e 0,60m de altura, compondo

um volume de 1,5m³. Este produto representa 57% das vendas e foi utilizado como volume padrão de produto

por ser o de maior demanda e o produto de volume médio na empresa.

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Figura 2 – Dados de demanda de venda

Esse tipo de mercado no geral se comporta de maneira homogênea ao longo dos meses, pois os produtos detêm

um período longo de durabilidade o que ocasiona uma renovação lenta. Estas características facilitam a previsão

de demanda e gestão das atividades logísticas.

4.5. Processo de distribuição

O processo de distribuição de mercadorias ao varejo na empresa estudada é estático, ou seja, o veículo parte do

depósito com todas as tarefas definidas antecipadamente, não sendo contempladas alterações na programação

prévia. Caso não haja tempo suficiente para cumprir todas as tarefas programadas, parte das atividades serão

deixadas para o dia seguinte.

Para aplicar a roteirização estática leva-se em consideração os seguintes parâmetros:

Frota homogênea: é utilizado somente um tipo de veículo para fazer reposição de mercadorias nas lojas.

Velocidade média fixa: a velocidade média foi considerada fixa.

Jornada de trabalho flexível: O turno de trabalho inclui 8 horas por dia.

Janela de tempo: Igual ao horário comercial do local em que o serviço será prestado.

Dessa forma, os dados necessários para entrada no modelo, referentes à operação diária de distribuição são,

basicamente: Quantos e quais clientes devem ser atendidos no dia, endereço e demanda de cada cliente.

Diariamente, ao final da tarde, o ajudante e o motorista do veículo carregam o caminhão com as mercadorias que

serão entregues no dia seguinte. A disposição dessas mercadorias no caminhão é feita seguindo a lógica de que

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as primeiras mercadorias carregadas serão as últimas a serem entregues. O motorista leva consigo um relatório

de transferência de mercadoria do depósito para o estoque da loja contendo os clientes designados para cada dia

e as quantidades demandadas por cada uma dessas lojas. O veículo faz as entregas nas lojas atendendo as

restrições de estacionamento de cada localização no dia seguinte ao carregamento. Nota-se que a empresa

restringe em quais lojas serão feitas as entregas, no entanto o trajeto e o momento da entrega, são planejados

somente pelo motorista, com base em sua experiência e bom senso

5. Aplicação do método da varredura

O método da varredura propõe formar rotas de acordo com a localização dos postos no espaço, onde é traçada

uma linha reta em qualquer sentido a partir do ponto onde se localiza seu depósito, no estudo refere-se ao (CD)

em seguida rotaciona-se a linha em sentido horário ou anti-horário a fim de conseguir atingir a capacidade total

do caminhão (58,50 m³) a medida que as lojas forem abastecidas pela ordem nas quais são atingidas pela linha

reta.

Para isto, foram consideradas as informações de demandas diárias medidas e expostas na figura 02. Vale

salientar que as vendas diárias foram obtidas através da média de vendas no referido período. Para o estudo, foi

considerado o volume do produto com maior representatividade de venda (57%) .

As etapas práticas deste método estão descritas e ilustradas abaixo:

Uma linha foi traçada a partir do CD, conforme figura 3, em seguida a linha é rotacionada no sentido anti-

horário e nota-se que o primeiro ponto a ser atingido foi o G, cuja venda diária é de 22,07 m³. Como ainda não

atingiu o volume total do caminhão, realiza-se nova interação. Continuando com a varredura, o próximo ponto a

ser contemplado foi a loja F, a qual possui venda diária de 35,36 m³, que, somando-se com o volume da loja G,

totalizam 57,43 m³. Como o próximo ponto já ultrapassaria o limite de m³ do caminhão, a interação para e assim

é definida a primeira rota, constituída pelos pontos CD – G – F – CD, conforme a figura 3.

Figura 3 - Processo de roteirização

Fonte: Elaboração própria, adaptado de Google Maps

O primeiro ponto da segunda rota a ser intersectado é o E, conforme figura 4, com venda diária de 23,26 m³.

Visto que o volume do caminhão ainda não foi atingido, continua-se com a rotação da seta, e o próximo ponto a

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ser atingido, e consequentemente fechar a segunda rota foi o D, figura 4, cujo volume diário de vendas é de

41,86 m³, que na soma representa 65,22 m³, não permitindo, assim, a inserção de outra loja neste roteiro. Logo, a

segunda rota é formada por CD – E – D – CD e está representada na figura 7.

Figura 4 - Processo de roteirização

Fonte: Elaboração própria, adaptado de Google Maps

Na terceira rota, o primeiro ponto a ser selecionado é o B, como mostra igura 05, com venda diária de 22,93 m³.

Sendo assim, seguirá com a rotação da reta em busca do próximo ponto, que é o ponto C, demonstrado na figura

5, com venda diária de 18,64 m³. Devido a soma dos dois pontos ainda não atingir a capacidade do caminhão,

procura-se um outro ponto. Neste caso, encerra-se mais uma rota no ponto A, como não há mais nenhum ponto

a ser contemplado pela reta. Assim, a terceira rota CD – B – C – A – CD totaliza um volume de 51,21 m³. A rota

na figura 5, mostra-se em forma de reta devido a aproximação entre as lojas.

Figura 05 - Processo de roteirização

Fonte: Elaboração própria, adaptado de Google Maps

6. Resultados

Após a aplicação da roteirização, obtiveram-se as rotas propostas para a realização de distribuição dos produtos

da empresa. Para ilustração das rotas, foi elaborada uma simulação das rotas deste método de varredura a partir

de dados de velocidade e tempo de descarga, obtidos a partir de visitas e acompanhamento das operações e dos

tempos obtidos através da plataforma de simulação de caminhos Google Maps.

Segue abaixo tabela com os tempos de descarga em cada loja:

Figura 06 - Tempo de descarga médio

A fim de identificar o tempo total de cada rota, deve-se considerar os tempos ilustrados nas figuras abaixo, assim

como os tempos de descarga em cada loja, como mostrados na tabela acima. Sendo assim, o tempo total da rota

1, em condições normais, é de 5h e 40min, para a rota 2 o tempo é de 3h e 12min, e para a rota 3, 2h e 45 min.

Figura 07 - Tempo de descarga médio

Fonte: Elaboração própria, adaptado de Google Maps.

Figura 08 - Tempo de descarga médio

Fonte: Elaboração própria, adaptado de Google Maps

Figura 09 - Tempo de descarga médio

Fonte: Elaboração própria, adaptado de Google Maps

Estes valores são para critério de visualização do método na prática, porém há fatores externos que podem

influenciar diretamente no tempo da rota. Por isto, estes são os valores estimados para realização das rotas

propostas em um dia normal de expediente.

7. Conclusões

Analisar o processo de entrega é de extrema importância para evitar perdas de tempo, capacidade utilizada e

otimização de espaço, sendo assim o método de varredura mencionado no decorrer do trabalho, busca agrupar de

forma equivalente esses pontos, com o intuito de agregar sempre valor a atividade como um todo.

Através do método de varredura o presente trabalho atingiu o resultado esperado, visto que foi proposto uma

nova forma de realizar o planejamento das entregas. Tendo como parâmetro que as filiais representam pontos

estáticos, variando apenas o processo de volume de entrega, tem-se que a utilização deste método auxiliará

bastante para que as entregas sejam realizadas conforme região definida, utilizando a capacidade máxima do

caminhão com uma distância menor entre os pontos, e em um intervalo de tempo reduzido.

As etapas atualmente utilizadas devem ser repensadas com o objetivo de buscar sempre novas alternativas de

melhoria dos processos. Verifica-se que é um método simples e que pode ser utilizado em diversos segmentos de

mercado, independentemente do porte da empresa. É essencial que a organização busque ferramentas que

minimizem os desperdícios de tempo e capacidade do caminhão, favorecendo a minimização de custos

desnecessários.

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