UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA CENTRO TECNOLÓGICO DE JOINVILLE
CURSO DE ENGENHARIA DE TRANSPORTES E LOGÍSTICA
DANIEL OLIVEIRA CAMPOS
ESTUDO DE MELHORIAS NO SISTEMA DE TRANSPORTE DE UMA EMPRESA DE SERVIÇOS CONTÁBEIS DE JOINVILLE/SC.
Joinville 2019
DANIEL OLIVEIRA CAMPOS
ESTUDO DE MELHORIAS NO SISTEMA DE TRANSPORTE DE UMA EMPRESA DE SERVIÇOS CONTÁBEIS DE JOINVILLE/SC.
Trabalho apresentado como requisito para obtenção do título de bacharel no Curso de Graduação em Engenharia de Transportes e Logística do Centro Tecnológico de Joinville da Universidade Federal de Santa Catarina. Orientadora: Dra. Simone Becker Lopes.
Joinville 2019
DANIEL OLIVEIRA CAMPOS
ESTUDO DE MELHORIAS NO SISTEMA DE TRANSPORTE DE UMA EMPRESA DE SERVIÇOS CONTÁBEIS DE JOINVILLE/SC.
Este Trabalho de Conclusão de Curso foi julgado adequado para obtenção do título de bacharel em Engenharia de Transportes e Logística na Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico de Joinville. Orientadora: Dra. Simone Becker Lopes.
Banca examinadora:
________________________ Profª. Dra. Simone Becker Lopes
Orientadora
________________________ Profª. Dra. Andréa Holz Pfutzenreuter
Membro
________________________ Eng. Luccas Ribeiro Roscito
Membro
________________________ M.ª Thamires Ferreira Schubert
AGRADECIMENTOS
Agradeço primeiramente à Deus, pela vida.
Aos meus pais Luiz e Christiane, por me educarem, e por me proporcionarem a oportunidade de estudo.
Aos meus avós, por me apresentarem princípios e ensinamentos inesquecíveis. À minha esposa Malena, por estar desde o início da minha graduação presente ao meu lado, me entendendo e me apoiando nas horas difíceis.
Aos meus amigos, principalmente aos que seguiram a jornada universitária junto comigo, trazendo companheirismo, ensinamentos, e momentos inesquecíveis.
À professora Simone, pelo auxílio e disponibilidade durante o processo de elaboração deste trabalho.
Por fim, dedico este trabalho especialmente a duas pessoas:
Meu falecido avô Luiz Carlos, que infelizmente partiu de repente, mas que será lembrado eternamente pelo seu caráter incomparável, e pelo homem batalhador que sempre foi. Minha pequena filha Alice, com sua alegria intensa que me dá motivação para buscar crescimento a cada dia.
RESUMO
Devido ao constante crescimento da população, a busca por alternativas de transporte mais sustentáveis, vem se tornando cada vez mais frequente. O uso das bicicletas surge como uma alternativa de transporte, que visa principalmente a redução da poluição atmosférica. O planejamento de transportes nas empresas, depende da escolha e do uso das ferramentas mais adequadas ao seu desenvolvimento, portanto, é essencial conhecer as características, funções e desempenho do instrumento que se pretende empregar na solução de problemas. Pesquisadores e planejadores costumam apoiar suas decisões em tecnologia SIG (Sistemas de Informação Geográfica). A partir deste panorama, o objetivo deste trabalho é estudar melhorias no transporte de documentos de uma empresa situada em Joinville. Primeiramente o cenário atual de transportes praticado é reproduzido em ambiente SIG. Cenários alternativos são propostos e analisados com o uso de ferramentas de SIG, com o intuito de obter redução de custos, considerando a otimização da rota praticada pelo modo de transporte atual, por motocicleta, assim como a proposição da melhor rota por um modo alternativo de transporte mais sustentável, por bicicleta. Trajetos mais eficientes foram encontrados para os dois modos de transportes analisados. Indicadores de custos foram definidos e calculados para cada alternativa estudada. A análise comparativa dos resultados encontrados demonstraram que é possível reduzir custos pela otimização da rota utilizando o modo motocicleta e, também, pela adoção do modo mais sustentável utilizando bicicleta.
Palavras-chave: Planejamento de transportes. Roteirização. Sistema de Informações Geográficas. Transporte sustentável.
ABSTRACT
Due to the constant growth of the population, the search for more sustainable transportation alternatives is becoming more and more frequent. The use of bicycles appears as an alternative transportation, which aims, mainly, to reduce air pollution. The planning of transport in companies, depends on the choice and use of the most appropriate tools for their development, therefore, it is essential to know the characteristics, functions and performance of the instrument that is intended to be used in the solution of problems. Researchers and planners often support their decisions in GIS (Geographic Information Systems) technology. From this panorama, the objective of this work is to study improvements in the transportation of documents of a company located in Joinville, SC. First, the current transport scenario is reproduced in a GIS environment. Alternative scenarios are proposed and analyzed using GIS tools, with the purpose of obtaining cost reduction, considering the optimization of the route practiced by the current mode of transport, by motorcycle, as well as the proposition of the best route by an alternative mode of transport, more sustainable, by bicycle. More efficient routs were found for the two transport modes analyzed. Cost indicators were defined and calculated for each alternative studied. The comparative analysis of the results demonstrated that it is possible to reduce costs by optimizing the route using the motorcycle mode and also by adopting the more sustainable mode using a bicycle.
Keywords: Transport planning. Routing. Geographic Information System. Sustainable Transport.
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 – Sequência de etapas da Metodologia ...14
Figura 2 – Fluxograma simplificado de planejamento de transportes ...18
Figura 3 – Grafo de um PCV ...21
Figura 4 – Resultado do PCV ...21
Figura 5 – Etapas do método...29
Figura 6 – Sequência de tarefas...33
Figura 7 – Operações da Empresa P ...38
Figura 8 – Motocicleta...41
Figura 9 – Adicionando dados de Joinville...47
Figura 10 – Instalação do GeoCoding...48
Figura 11 – Inserindo Pontos no mapa...49
Figura 12 – Camada de pontos...49
Figura 13 – Nova camada tipo linha...50
Figura 14 – Adicionar feição...51
Figura 15 – Rota Atual Motocicleta...52
Figura 16 – Instalação do plug-in TSP...53
Figura 17 – Rota otimizada motocicleta...54
Figura 18 – Combinação das camadas...54
Figura 19 – Camadas de ciclovias do índice BEQI...55
Figura 20 – Camada Ciclo faixas/vias...56
Figura 21 – Rota otimizada modo bicicleta...57
Figura 22 – Sequência da coleta de dados...59
Figura 23 – Bicicleta Caloi Velox...60
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 – Localização dos pontos...40
Tabela 2 – Dados Técnicos do veículo ...41
Tabela 3 – Custos de Manutenção Periódica...42
Tabela 4 – Custos de Documentação...43
Tabela 5 – Sequência do trajeto...44
Tabela 6 – Tempo total de transporte...45
Tabela 7 – Distâncias rota modo bicicleta...58
Tabela 8 – Características Caloi Velox...60
Tabela 9 – Características Baú para bicicleta...61
Tabela 10 - Custos de aquisição...62
Tabela 11 – Custos de Manutenção Bicicleta...62
Tabela 12 – Tempo e distância...64
Tabela 13 – Custos dos cenários...64
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
BEQI: Índice de Qualidade Ambiental de Bicicleta CAD: Desenho Assistido por Computador
IPUJ: Instituto de Planejamento Urbano de Joinville
IPVA: Imposto Sobre Propriedade de Veículos Automotores PCV: Problema do Caixeiro Viajante
PRV: Problema de Roteirização de Veículos
SEPUD: Secretaria de Planejamento Urbano e Desenvolvimento Sustentável SIG: Sistema de Informação Geográfica
SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO ... 11 1.1JUSTIFICATIVA ... 12 1.2OBJETIVOS DO TRABALHO ... 12 1.2.1 Objetivo Geral ... 12 1.2.2 Objetivos Específicos ... 13 1.3 METODOLOGIA ... 13 1.4 ESTRUTURA DO TRABALHO ... 13 2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA ... 16 2.1TRANSPORTE DE CARGAS ... 16 2.1.1 Custos de transporte ... 16 2.2 PLANEJAMENTO DE TRANSPORTES ... 17
2.3 MODO DE TRANSPORTE CICLOVIÁRIO ... 19
2.3.1 A bicicleta ... 19
2.4 ROTEIRIZAÇÃO DE VEÍCULOS...19
2.4.1 Problema do caixeiro viajante...20
2.5 SISTEMAS DE INFORMAÇÃO GEOGRÁFICA ... 22
2.5.1 Conceitos fundamentais de SIG ... 22
2.5.2.5 Problemas de roteirização ... 25
2.5.2.6 Análise de caminho mínimo ... 25
2.6 SOFTWARE QGIS ... 26
3 MÉTODO ... 29
3.1CARACTERIZAÇÃO DO CENARIO ATUAL DE TRANSPORTE DA EMPRESA .... 30
3.1.1 Dados necessários ... 30
3.1.2 Construção do modelo em SIG ... 30
3.1.2.1Dados básicos ... 30
3.1.2.2 Plug-ins necessários no QGIS ... 31
3.2CENÁRIO ALTERNATIVO 1 ... 32
3.3CENÁRIO ALTERNATIVO 2 ... 32
3.4 DEFINIÇÂO DE INDICADORES PARA ANÁLISE COMPARATIVA DOS CENÁRIOS...34
3.5 MEDIÇÃO DOS INDICADORES E ANÁLISE COMPARATIVA DOS
RESULTADOS ... 35
3.5.1 Medição dos indicadores ... 35
3.5.2 Análise comparativa dos resultados ... 36
4 ESTUDO DE CASO ... 37
4.1 CARACTERIZAÇÃO DO CENÁRIO ATUAL DA EMPRESA P E DA ÁREA DE ESTUDOS ... 37
4.1.1 A Empresa P ... 37
4.1.2 Contextualização e caracterização do problema ... 39
4.1.3 Coleta e tratamento de dados da Empresa P... 39
4.1.3.1 Pontos de coleta e entrega ... 39
4.1.3.2 Veículo utilizado ... 41
4.1.3.5 Rota utilizada ... 43
4.1.4 Caracterização da área de estudo - Joinville, Sc ... 45
4.1.4.1 Dados da cidade de Joinville... 45
4.1.4.2 Construção do modelo ... 46
4.2 CENÁRIO ALTERNATIVO 1 ... 50
4.3 CENÁRIO ALTERNATIVO 2 ... 53
4.4 DEFINIÇÂO DE INDICADORES PARA ANÁLISE COMPARATIVA DOS CENÁRIOS...56
4.4.1 Coleta de dados referente a Bicicleta ... 56
4.5 MEDIÇÃO DOS INDICADORES E ANÁLISE COMPARATIVA DOS RESULTADOS ... 61
4.5.1 Medição dos indicadores ... 61
4.5.2 Análise comparativa dos resultados ... 61
5 CONCLUSÃO ... 65
5.1 Sugestões para trabalhos futuros ... 66
1 INTRODUÇÃO
O crescimento populacional ocasiona um aumento da demanda por transportes, o que exige dos planejadores decisões eficientes e eficazes no aspecto operacional dos transportes nos centros urbanos. A falta de planejamento urbano com foco em mobilidade levou ao contínuo crescimento das vias para transporte motorizado. Segundo Castro (2015), nas cidades do Brasil as vias para automóveis ocupam cerca de 70% do espaço público, porém transportam apenas de 40% da população.
Para Rose (2001), os objetivos de reduzir custos e melhorar a qualidade dos serviços de transporte requerem altos níveis de capacitação dos planejadores e melhores ferramentas para auxiliar nas tomadas de decisão.
O uso da bicicleta como meio de transporte se apresenta como uma alternativa, uma vez que se trata de um meio não poluidor, saudável e econômico de se mover dentro da cidade. O modo de transporte cicloviário, é acessível tanto economicamente quanto fisicamente, pois apresenta baixo custo e ocupa pouco espaço. Sendo assim, o estímulo ao uso da bicicleta possibilita a diminuição da frota de carros nas ruas, diminuindo a quantidade de congestionamentos e a poluição do ar causada pelos gases liberados por veículos motorizados (CASTRO, 2015).
No entanto, se faz necessário analisar a situação atual de cada região, verificando a qualidade e segurança das vias para utilização adequada deste modo de transporte. Sistemas de informações podem representar graficamente um sistema de transporte através de coordenadas, que podem ser relacionadas com diversas informações através de um banco de dados georreferenciados disponibilizado pela tecnologia SIG (Sistemas de Informação Geográfica), ou seja, é possível visualizar graficamente a situação presente e avaliar projeções futuras (TEIXEIRA; BATISTA; SENNE, 2002).
Segundo Antônio (2016), a roteirização exerce um papel importante no gerenciamento no sistemas logísticos de entrega e coleta das empresas. Por definição, pode-se dizer que esse método é o processo de estabelecer a rota mais efetiva, que atenda todos os pontos de coleta ou entrega, de forma que o custo total seja minimizado.
Diante do exposto, este estudo visa propor uma alternativa econômica e sustentável de transporte para uma empresa de serviços contábeis que realiza coletas e entregas de documentos mensalmente na cidade de Joinville/SC, bem como aplicar a roteirização de caminhos
considerando a utilização preferencial de vias que possuem ciclofaixas através do software QGIS.
1.1 JUSTIFICATIVA
Saber utilizar os recursos disponíveis de forma racional torna-se cada vez mais indispensável para as organizações, uma vez que a redução dos custos e o aumento da qualidade do nível de serviço se tornaram elementos decisivos para a consolidação de uma empresa no mercado (JUNIOR, 2013).
Nesse contexto, a roteirização apresenta respostas efetivas aos obstáculos encontrados na definição de rotas, pois sua modelagem matemática é capaz de representar problemas de complexidade exponencial e também gerar respostas exatas (ARAÚJO, 2001). Cunha (2000) complementa que, em razão dessa complexidade matemática, é que o estudo de problemas de roteirização apresenta atualmente grande relevância e desperta interesse desde os anos 60.
Sendo assim, o presente trabalho se justifica ao aplicar o estudo de roteirização, através da ferramenta QGIS, bem como avaliar uma alternativa de modo de transporte para uma empresa de contabilidade na cidade de Joinville, considerando as limitações de segurança da via, com a finalidade de otimizar a rota atual e verificar a viabilidade de se utilizar um modo de transporte proposto utilizando preferencialmente vias que possuem ciclofaixas ou ciclovias, bem como a redução de custos utilizando a mesma.
1.2 OBJETIVOS DO TRABALHO
Nesta seção, são apresentados os objetivos gerais e específicos deste trabalho. Os objetivos específicos são metas intermediárias para alcançar o objetivo geral.
1.2.1 Objetivo Geral
O objetivo geral do trabalho é estudar melhorias no transporte de documentos de uma empresa de serviços contábeis de Joinville/SC.
1.2.2 Objetivos Específicos
No intuito de se alcançar o objetivo geral deste trabalho, propõe-se os seguintes objetivos específicos:
Caracterizar o cenário atual de transporte da empresa estudada. Propor a otimização da rota atual utilizando o modo motocicleta. Obter a melhor rota através do modo bicicleta.
Definir os indicadores para análise comparativa de cenários. Definir qual é o melhor cenário de transporte para a empresa.
1.3 METODOLOGIA
Com o intuito de alcançar os objetivos apresentados neste trabalho, adotou-se o método de pesquisa aplicada, pois de acordo com Gil (2008), é a metodologia científica mais apropriada, e envolve uma série de procedimentos racionais e técnicos para que os objetivos sejam atingidos.
Marconi e Lakatos (2003) complementam que esse método de pesquisa resulta de um problema, ao qual se apresenta uma solução que utilize os conhecimentos ou instrumentos relevantes ao tema, para que depois o resultado seja testado, avaliado e comprovado.
Sendo assim, o presente trabalho efetuou o levantamento de dados em uma empresa, abordando-os em caráter quantitativo, para que então, fosse realizado um estudo de caso com a intenção de compreender o problema, e realizar uma análise detalhada das rotas utilizadas na cidade estudada. Esta metodologia de trabalho foi utilizada com base nas descrições sobre metodologias de Triviños (1987), que define tal metodologia como estudo de caso, e tem como objetivo buscar informações na realidade do objeto para compreender o problema e aplicar modelos.
1.4 ESTRUTURA DO TRABALHO
Com o intuito de que a metodologia utilizada seja seguida, e para que os objetivos propostos nesse trabalho sejam alcançados, cumpriu-se um conjunto de etapas que foram sequenciadas para o desenvolvimento do estudo. Essa sequência pode ser observada na Figura 1, que ilustra desde o início, onde foi definido o problema a ser estudado, até a conclusão do
trabalho, na qual são analisados os resultados obtidos.
Figura 1-Sequência de etapas da Metodologia
Fonte: O Autor (2019).
As etapas de 1 a 6 são descritas a seguir:
1. Na etapa de definição do problema foram levantados os motivos pelo qual se daria a importância do presente trabalho. Buscando um tema relevante para empresas que atuam no ramo de transportes.
2. O embasamento teórico trata de temas como planejamento de transportes, roteirização, caminhos mínimos, e sistemas de informações geográficas (SIG). Tópicos que serviram de fundamentação teórica para as etapas seguintes.
3. A coleta de dados é uma etapa muito importante para o sucesso da aplicação. Foram necessárias diversas conversas com a empresa para coletar dados que serviriam como variáveis para o modelo a ser aplicado. Parte dos dados foram fornecidos em planilhas do Microsoft Excel e algumas informações relevantes foram fornecidas através de contato pessoal. 1 • Definição do Problema 2 • Embasamento Teórico 3 • Coleta de Dados 4 • Construção do Modelo 5 • Desenvolvimento do Modelo
4. A construção do modelo poderá ser considerada trabalhosa, dependendo da quantidade de dados necessários para formular o problema de forma semelhante à realidade. Nesta etapa os dados coletados são analisados e se necessário, sofrem algumas adaptações. 5. Esta etapa pode ser dividida em três partes, onde na primeira é realizada a simulação
da rota no modo atual de transporte realizado pela empresa estudada. Na segunda parte é desenvolvido um modelo otimizado que utilizando o mesmo modo de transporte anterior, realiza as coletas nos pontos determinados de forma otimizada. Na terceira etapa é realizado a simulação de um modelo utilizando um modo alternativo de transporte, utilizando preferencialmente ciclofaixas de forma otimizada.
6. A partir da obtenção dos resultados, é realizada uma análise quantitativa dos mesmos, a fim de definir qual o cenário mais adequado para empresa estudada.
Todos as etapas descritas são importantes para a execução, porém a construção do modelo na etapa 4 merece maior atenção pelo fato de ser uma etapa importante e essencial para alcançar os objetivos do estudo.
A etapa 2 é exposta a seguir e além de apresentar os modelos identificados na literatura, apresenta todo o embasamento teórico necessário para suas aplicações.
2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
Neste capítulo, são apresentados os conceitos relacionados ao tema deste trabalho, a fim de criar um embasamento teórico que sirva de pilar para a aplicação do modelo de roteirização utilizando o software QGIS, bem como para o entendimento de assuntos vinculados à transportes e às ferramentas necessárias à execução deste trabalho.
2.1 TRANSPORTE DE CARGAS
De acordo com Novaes (2004), o serviço de transporte de cargas pode ser definido como a movimentação de mercadorias e insumos de um ponto geográfico ao outro, crucial para a cadeia logística como um todo. É indiscutível sua importância na economia de um país, uma vez que grande parte das atividades econômicas realizadas por ele estão, direta ou indiretamente, ligadas ao deslocamento de insumos.
Segundo Bowersox e Closs (2001), o transporte tem como objetivo movimentar produtos de uma origem a um destino, tendo em vista à minimização de custos financeiros, temporais e ambientais. Assim sendo, compreende-se que é através do transporte que o desenvolvimento ocorre, visto que se caracteriza por ampla externalidade e horizontalidade, permitindo melhor qualidade de vida às pessoas, ofertando serviços e deslocando produtos a seus destinos (SCHIMDT, 2011).
Nessa perspectiva, esta sessão fará um estudo sucinto sobre os tipos de custos envolvidos, com a intenção de facilitar o entendimento dos conceitos utilizados e do contexto em que o presente trabalho está inserido.
2.1.1 Custos de transporte
Para classificar os custos de uma empresa, encontram-se na literatura atributos distintos. No contexto deste trabalho, em que as atividades estão relacionadas ao tipo de veículo utilizado e à distância percorrida, os custos serão agrupados em fixos e variáveis, conforme Fleury (2006).
Os custos que não dependem da distância percorrida, são chamados de custos fixos, ou, como descreve Wank (2006), são os não influenciados por variações de direcionadores como tempo de espera, alterações de rotas, entre outros fatores.
Podem ser considerados custos fixos a depreciação dos veículos e equipamentos auxiliares, remuneração do capital, IPVA, taxas de licenciamentos, seguro obrigatório do veículo, custos administrativos, salário de motoristas dentre outros, conforme Lima (2003).
Os custos variáveis, por sua vez, são os que mudam diretamente com seus direcionadores. Com outras palavras, se o veículo não for designado para nenhuma tarefa por exemplo, não percorrerá nenhuma distância, logo, não apresentará custos variáveis (WANK, 2006).
Existe uma ampla lista de itens que são considerado custo variável, entre os quais podem ser citados o combustível e aditivos, lubrificantes, óleo, manutenção, lavação dos veículos, entre outros (LIMA, 2003).
Os custos totais conforme Watanabe (2016), nada mais são do que a soma de todos os custos fixos e variáveis associados à determinada atividade, podendo ser geralmente avaliados mensalmente.
Conforme Hijjar e Lobo (2011), os fatores que determinarão o valor final dos lucros obtidos nas operações do transporte rodoviário são os custos totais. Desta forma, uma vez que o frete rodoviário é o mais utilizado atualmente, a minimização desses custos buscando a otimização, torna-se relevante para a maximização dos lucros.
2.2 PLANEJAMENTO DE TRANSPORTES
O planejamento de transportes é uma área de estudo que objetiva adequar as necessidades de transporte de uma região ao seu desenvolvimento, de acordo com suas características estruturais, por meio do desenvolvimento de novos sistemas ou da melhoria dos sistemas existentes (CAMPOS, 2013).
Para que a oferta de transportes seja estruturada, é necessário quantificar a demanda por transportes da área de estudo e prever como a mesma se distribuirá. A avaliação dessa demanda é realizada pelo meio de modelos de planejamento. Esses modelos procuram definir o comportamento da demanda e, a partir daí, definir as alternativas que melhor se adaptarão à realidade da região estudada (CAMPOS, 2013).
De acordo com Campos (2013), um plano de transportes compreende os seguintes passos:
1 – Definição dos objetivos e prazos;
3 – Coleta de dados;
4 – Escolha dos modelos a serem utilizados para avaliação da demanda futura; 5 – Alternativas de Oferta de Transporte;
6 – Avaliação das alternativas (custos e impactos); 7 – Escolha da alternativa;
8 –Desenvolvimento do plano de transporte acompanhado de um programa de financiamento;
9 – Implementação das alternativas de acordo com um cronograma de desembolso de recursos;
10 – Atualização dos procedimentos.
O fluxograma apresentado na Figura 2 representa os passos simplificados do planejamento de transportes:
Figura 2 - Fluxograma simplificado de planejamento de transportes.
2.3 MODO DE TRANSPORTE CICLOVIÁRIO
O modo de transporte cicloviário, apresenta propriedades que o classificam como rápido e eficiente para deslocamentos urbanos ou de lazer, além de ser ambientalmente adequado por não emitir gases poluentes na atmosfera, ser silencioso, discreto, econômico, e em geral, acessível de forma coletiva aos membros de um núcleo familiar (AQUINO, 2007).
2.3.1 A bicicleta
A bicicleta, foi inventada na Inglaterra no ano de 1839, segundo Ferraz (2003), sendo utilizada até a segunda década do século XX, devido ao seu custo e flexibilidade de tempo e espaço. A queda no seu uso ocorreu em meados de 1930, com a expansão da indústria automobilística (ALVES, 2015).
A bicicleta é uma fonte alternativa ao transporte público e ao motorizado individual. Em contrapartida, a falta de segurança e infraestrutura adequada para os ciclistas, dificulta a utilização de meio de transporte nas cidades brasileiras. Em alguns países europeus, como na Dinamarca, cerca de 20% dos deslocamentos são feitos com a bicicleta e na Holanda, esse número chega a 30%. Na China, a bicicleta é o principal modo de transporte, chegando a 40% (ALVES,2015).
2.4 ROTEIRIZAÇÂO DE VEÍCULOS
Para Ballou (2006), o processo de roteirização é uma ferramenta complementar para o gerenciamento das atividades logísticas, que mediante a otimização dos tempos, distâncias e recursos, procura minimizar os custos totais de uma empresa.
Roteirização, no sentido mais amplo, pode ser entendida como otimização da programação operacional de um ou mais veículos. Esse processamento se aplica tanto a rotas urbanas como rodoviárias, e o resultado consiste na alocação coerente de serviços de transporte bem como à frota e a definição dos itinerários (rotas), com a consequente ordem com a qual serão realizados.
Para Cunha (2000), a roteirização é o recurso que determina o roteiro, bem como o sequenciamento dos pontos de paradas dispersos geograficamente que um veículo deve seguir.
De acordo com Novaes (2004), a roteirização de veículos se desenvolveu com a necessidade de aprimoramento do setor operacional das empresas, no que se refere à distribuição, coleta e entrega de mercadorias de maneira eficiente. Sua correta aplicação possibilita ao setor mencionado a realização de operações otimizadas, pois minimiza distâncias percorridas entre pontos de atendimento, maximiza a utilização de equipamentos, auxilia na tomada de decisões logísticas, otimiza custos com pneus, combustível, manutenção, horas extras, aditivos, entre outras coisas.
Novaes (2004) também evidencia a ligação da quantidade de clientes com a maior dificuldade de se alcançar uma boa roteirização. Segundo o autor, quanto menor o número de pontos a serem atendidos, mais facilmente uma boa rota é definida. Entretanto, caso esse número seja grande, o nível de dificuldade aumenta, exigindo grande esforço computacional.
O uso racional da frota, a redução do número de veículos que a compõe e a necessidade de atender a demanda de um conjunto de clientes são considerados por Ballou (2009) como problemas de roteirização de veículos (PRV). Genericamente, esses problemas são derivações de fenômeno abordado por diferentes autores e conhecido como Problema do Caixeiro Viajante (PCV).
2.4.1 Problema do caixeiro viajante
Segundo Colin (2013) o problema de caixeiro viajante (PCV), pode ser descrito como um problema para encontrar o melhor sequenciamento de nós (cidades) a serem visitadas por um viajante, de forma que todas os nós sejam atendidas uma única vez, distância total percorrida seja minimizada, e que por fim o viajante retorne ao ponto de partida.
Segundo Taha (2007), o PCV é um problema que busca encontrar um caminho hamiltoniano, ou seja, um circuito fechado que visite um número n de cidades uma única vez. A Figura 3 ilustra como exemplo, um problema com 6 vértices, que em aplicações reais, podem significar pontos de coletas ou entregas por exemplo. Para facilitar o entendimento, considerem-se os vértices como cidades, no qual o ponto de partida é a cidade 1.
Figura 3-Grafo de um PCV
Fonte: O Autor (2019)
Conforme pode-se observar na Figura 3, cada vértice é ligado a outro por arcos que podem representar distâncias, tempos, custos, entre outros. De acordo com o que foi descrito na aplicação do PCV, o viajante parte do ponto inicial (cidade 1) com o objetivo de visitar todas as outras 5 numa única vez, com o objetivo de percorrer a menor distância possível (TAHA, 2007). Como resultado, o PCV propõe a melhor maneira de passar por todas as cidades, sem repeti-las e voltando ao local de origem, como exemplificado na Figura 4, mostrando o caminho otimizado.
Figura 4-Resultado do PCV
Fonte: O Autor (2019)
De acordo com Cunha (2000), a dificuldade de se encontrar soluções para os problemas de PCV cresce exponencialmente, à medida que o número de cidades a serem atendidas aumenta. Isso ocorre porque essas situações pertencem ao grupo de problemas reais chamados de NP-complexo, ou seja, em uma rede composta por 6 cidades, como ilustrada na
Figura 3, haverá 120 possíveis roteiros de viagem. Sua complexidade R, é calculada em função do número n de cidades, como mostra a equação (1.0).
𝑅(𝑛)=(𝑛−1)! (1.0)
De acordo com Ballou (2006), problemas de PCV são aqueles que não apresentam restrições quanto à capacidade, tempo de atendimento e jornadas de trabalho. Essas restrições foram sendo incorporadas aos modelos, à medida que surgiu a necessidade de representar problemas mais complexos de roteirização de veículos.
2.5 SISTEMAS DE INFORMAÇÃO GEOGRÁFICA
Nesta sessão serão apresentados os conceitos de sistemas de informações geográficas, suas operações essenciais, análise de caminho mínimo, uso do sistema para problemas de roteirização, localização de centros, e por fim, será apresentado o software QGIS e exemplos de aplicações.
2.5.1 Conceitos fundamentais de SIG
Avaliar as necessidades da população e das empresas operadoras é tarefa do planejamento de transportes, que deve estabelecer a infraestrutura necessária para a viabilidade do sistema de transporte, explicitando a tecnologia a ser utilizada e o nível de serviço ofertado. Devido à complexidade dessa tarefa, sistemas de informação são vitais no processo decisório envolvido no planejamento de transportes (MORLOK, 1978).
Os sistemas de informação geográfica (SIG) são sistemas de gerenciamento de banco de dados computacionais que possibilitam capturar, armazenar, recuperar, analisar e visualizar dados espaciais (LEWIS, 1990). Segundo Heikkila (1998), todo SIG integra uma função de mapeamento com um gerenciador de banco de dados, apresentando inteligência geográfica, ou topologia, que facilita buscas baseadas em localizações espaciais e não apenas em valores de dados.
Um SIG permite ao usuário gerar saídas gráficas rapidamente, e resumir ou relacionar dados estatísticos em um contexto gráfico. Essa técnica gráfica fornece um método simples de avaliar resultados, particularmente com grandes conjuntos de dados (ROSE, 2001).
As principais funções que um SIG completo são: captura de dados, gerência de atributos, manipulação espacial, análise de dados, e saída dos dados. Outra potencialidade é a criação de mapas temáticos, unindo informações da base de dados e atributos ao mapa (ROSE, 2001).
Lewis (1990) afirma que um sistema CAD difere de um SIG no sentido de que tipicamente o CAD possui mais procedimentos para criar e manipular objetos gráficos, mas não deduz e armazena informações sobre a relação entre os objetos, o CAD não cria ou armazena a topologia. Tanto os SIGs como os CADs trabalham com pontos, linhas e áreas, porém, os SIGs armazenam também as inter-relações entre esses elementos.
As características expostas tornam o SIG a melhor ferramenta para solucionar problemas de organização de dados em modelos espaciais, e têm sido elemento chave para aprimorar o gerenciamento dos sistemas de transporte. Os SIG que são utilizados na engenharia de transportes possuem a denominação de SIG-T (ROSE, 2001).
Os SIG-T podem representar graficamente um sistema de transporte, através de coordenadas cartesianas que podem ser relacionadas com diversas informações através de um banco de dados georreferenciados. Tornando possível visualizar a situação presente e avaliar projeções futuras com forte apelo gráfico em um ambiente confiável (TEIXEIRA; BATISTA JR; SENNE, 2002).
2.5.2 Operações e capacidades essenciais para um SIG-T
Essa seção apresenta brevemente os estudos de Nyerges (1989), Waters (1999) e Loidl et al. (2016), as capacidades importantes de um SIG-T. O objetivo dessa revisão é estabelecer as características básicas de uma ferramenta de sistemas de informação geográfica livre para que seja utilizada em estudos de transporte.
2.5.2.1Operações comuns de SIG aplicadas em SIG-T
Algumas das operações comuns de um SIG que devem estar presentes em um SIG-T são: funções de consulta espacial e condicional, visualização, edição de dados, e capacidade de gerar relatórios.
Uma das funções úteis para um SIG-T é a capacidade de manipular atributos de um vetor para obter atributos inteiramente novos que possuam aplicações no planejamento de
transportes, como fragmentar o comprimento de um arco de uma malha viária pelo limite de velocidade com a finalidade de estimar o tempo de viagem (ROWELL, 1996).
A capacidade de visualização de um SIG-T geralmente permite a criação de uma variedade de camadas como: rodovias, centros populacionais, malhas viárias, interseções, instalações públicas como hospitais, estações de polícia, departamentos de bombeiros, e limites administrativos, residenciais, industriais, comerciais, entre outros (WATERS, 1999).
A possibilidade de editar dados espaciais é indispensável. Mensurar o número de indivíduos com características socioeconômicas particulares que, residem dentro de uma distância caminhável de uma estação de transporte público por exemplo, facilita o planejador a estimar a demanda por essa estação (WATERS, 1999).
2.5.2.2 Visualização dos modelos de transportes
Para Dueker e Peng (2008), um SIG-T precisa ao menos possibilitar a visualização dos resultados dos modelos de transporte apresentados em um plano cartográfico. As visualizações permitidas em 2D podem ser na forma de campos vetoriais, caminhos, mapas de calor, grafos de mobilidade, redes mapeadas (volume de tráfego representado pela grossura dos arcos), trajetórias mapeadas, entre outros (LOID et al., 2016).
2.5.2.3 Localização de centros
Segundo Waters (1999), problemas de localização de centros destinam-se a determinar locais ótimos para a instalação de infraestrutura pública e privada tais como, escolas, ambulatórios, estações de polícia, departamentos de bombeiros, armazéns, fábricas, entre outros. Para se determinar os locais ótimos, deve-se objetivar minimizar custos de serviço assim como minimizar custos máximos de serviço (comumente referido como problema de ρ-medianas).
2.5.2.4 Manipulação de matrizes
Em SIG, dados de atributos são usualmente armazenados de forma matricial. Nessas matrizes as linhas representam regularmente uma localização geográfica como, uma zona de tráfego, um bairro ou uma cidade. Ao mesmo tempo que as colunas podem representar atributos
dessa localização: população, características socioeconômicas, frota de veículos, vias que possuem ciclofaixas, entre outros.
Segundo Waters (1999), matrizes em que tanto as linhas como as colunas representam o mesmo conjunto de localizações geográficas é outra forma adequada de armazenar dados. Usualmente as linhas representam as origens e as colunas os destinos, logo cada elemento da matriz pode armazenar informações como: distâncias e tempo de viagem.
As matrizes são o pilar de várias formas de análise em planejamento de transportes. Assim sendo, SIG-T devem ser capazes de criar, modificar; editar; e realizar operações matemáticas e lógicas com essas matrizes. Algumas operações incluem encontrar o maior valor, o menor valor e possibilitar operações matemáticas entre as linhas e colunas, conseguir copiar, transpor, importar e exportar matrizes em diferentes formatos (.xml, .txt, .csv, entre outros).
2.5.2.5 Problemas de roteirização
De acordo com Waters (1999), o usuário de uma ferramenta SIG-T busca nos problemas de roteirização, encontrar rotas eficientes para percorrer um conjunto de nós e arcos em uma rede de transportes. Aplicações desses problemas compreendem a escolha de rotas para realizar a coleta e entrega de mercadorias, planejamento do transporte público, monitoramento e patrulhamento, limpeza de vias, dentre outros.
2.5.2.6 Análise de caminho mínimo
Descobrir o caminho de menor custo entre uma origem e um destino é vantajoso para diversos estudos de transporte, inclusive para melhorar a eficiência e produtividade na área de transportes (ORTUZAR e WILLUMSEN, 2011).
Algoritmos de caminho mínimo devem ser aptos para lidar com as inúmeras situações da realidade. Armazenar uma variedade de diferentes dados para uma rede de tráfego como, por exemplo, sentido da via, capacidade, e número de faixas, é um atributo indispensável da ferramenta de SIG.
2.6 SOFTWARE QGIS
O QGIS é um projeto oficial da Open Source Geospatial Foundation (OSGeo) e é classificado como uma ferramenta SIG gratuita e open source licenciada sob a GNU General Public License. Ele pode ser utilizado nos sistemas operacionais: Windows, Linux, Unix, Mac OSX, e Android, e suporta dados raster, e vetoriais entre outros formatos e funcionalidades.
Segundo Madeira (2011), a designação de código aberto refere-se, especialmente a
softwares livres. A sua licença é o que melhor define um software como código aberto. Estão
vinculadas nessa licença, quatro regras que incrementam a livre distribuição do produto, sem prejuízo de crédito para o criador da aplicação. As quatro principais regras de licença devem obedecer os seguintes pontos:
1. Livre Distribuição
A licença não deve restringir a venda ou distribuição gratuita, mesmo que o programa seja componente de outro;
2. Código Fonte
O programa deve ser acompanhado do código fonte na sua versão compilada. Caso o software não seja distribuído com o respectivo código, deve-se facilitar o acesso ao mesmo, podendo ser cobrado um valor apenas pela sua reprodução. O código deve ser legível e inteligível a qualquer programador;
3. Trabalhos Derivados
Este tipo de licença deve permitir a modificação do código para que se criem aplicações derivadas do original e permitir a distribuição dentro dos mesmos moldes que a licença original;
4. Crédito ao autor do código fonte
A licença pode limitar a distribuição do código na sua forma modificada apenas se esta permitir a distribuição de arquivos patch (atualizações), explicitar a permissão para a distribuição do software a partir do código fonte modificado. Todavia, a licença pode exigir que os programas derivados tenham um nome ou número de versão diferente da aplicação original.
De acordo com Andrade (2011), o primeiro SIG de código aberto foi criado em 1978. Além de ser pioneiro, a sua orientação para entidades vetoriais era sua principal característica. Apesar disso, os softwares livres passaram muito tempo distantes do mercado, ao mesmo tempo que, programas proprietários multiplicaram-se e extinguiram-se até que poucos se popularizaram e dominaram o mercado.
Somente a partir de 2000, universidades, departamentos do governo, agências de fomento e programadores perceberam que as geotecnologias tinham se restringido a dois ou três softwares e iniciaram uma espécie de revolução SIG. Ao longo da década de 2000, ao menos nove aplicativos foram desenvolvidos e estão à disposição do público para download. Dentre os desenvolvidos mais completos encontra-se o QGIS (ANDRADE, 2011).
O QGIS foi escolhido como principal ferramenta neste estudo porque segundo Medeiros (2012), ele é um software amigável em crescente popularidade. Além disso, os canais de suporte ao usuário da ferramenta estão sendo ampliados e uma rede de usuários publica constantemente extensões e plug-ins para a ferramenta.
Uma das caixas de ferramentas que se destacam para ser empregada neste trabalho é o complemento TSP - Optimal Route, que objetiva aplicar o modelo de caixeiro viajante, resultando no trajeto otimizado de determinada rede de transportes, o que facilitaria a utilização do QGIS como uma ferramenta de roteirização.
A organização do projeto QGIS publica em seu site estudos de caso que destacam a aplicação prática do software. Acessando os documentos sobre o emprego do QGIS em diversos países, foi possível filtrar aplicações do QGIS especificamente em planejamento de transportes, para assim verificar que o software pode ser utilizado efetivamente como um SIG-T.
Ilarayaja (2013) utiliza a ferramenta de caminho mínimo no QGIS para conectar estradas na rede de tráfego em Neyveli na Índia. A base de dados encontrada pelo autor pode ser utilizada em diversas soluções em serviços de transporte e no controle de tráfego.
Bustos-Turu et al. (2015) conceberam através do QGIS uma ferramenta de simulação para planejamento integrado da rede de distribuição de energia para veículos elétricos na cidade de Londres na Inglaterra. A demanda de energia dos veículos elétricos foi caracterizada e também suas interações com o uso do solo, redes de transporte e infraestrutura de reabastecimento energético.
Rauf et al. (2015) utilizam o QGIS para analisar o comportamento das viagens dos estudantes de universidades públicas em Makassar na Indonésia. Os autores utilizaram modelos de regressão baseados em localização das residências dos estudantes, fatores socioeconômicos
e fatores espaciais. A relação entre o custo do transporte e a distância percorrida até cada universidade foi um achado significativo.
Apesar da ferramenta QGIS ser concebida e utilizada somente como um SIG e não como um SIG-T, a revisão da literatura em relação a aplicações, evidencia o uso regular em estudos de transporte. A utilização do QGIS como um SIG-T é possível pelas suas características open source, o que possibilita aos usuários e desenvolvedores a criação de rotinas para estudos de transporte.
3 MÉTODO
Nesta sessão descreve-se as etapas do método para atingir o objetivo geral deste estudo de proposição de melhorias no transporte de documentos de uma empresa de serviços contábeis. As etapas do método estão diretamente relacionadas com o alcance de cada um dos objetivos específicos descritos na primeira sessão deste estudo. Salienta-se que o estudo busca otimizar as rotas de entrega e coleta de documentos considerando o modo atual de transporte da empresa, e estudar e propor rotas utilizando um modo de transporte mais sustentável.
Destaca-se que o método descrito de forma genérica nesta sessão, foi aplicado em um estudo de caso para uma empresa de serviços contábeis de Joinville, Santa Catarina, e será apresentado de forma mais específica e detalhada na sessão 4.
A revisão bibliográfica discutida no Capítulo 2 estabelece o referencial teórico que subsidia a escolha da ferramenta mais adequada, assim como o entendimento de temas como planejamento de transportes, roteirização de veículos, e sistemas de informações geográficas.
A seguir é apresentado o fluxograma com as etapas do método, esquematizadas na Figura 5, e melhor detalhadas na sequência.
Figura 5 – Etapas do método
Fonte: O Autor (2019)
1
• Caracterização do Cenário Atual de transportes da empresa estudada.
2
• Cenário Alternativo 1: Otimização da rota atual com o mesmo modo de transporte utilizado na
empresa
3
• Cenário Alternativo 2: Estudo de rota otimizada atraves do modo bicicleta.
4
• Definição de indicadores para análise comparativa dos cenários.
5
• Medição dos indicadores e análise comparativa dos resultados.
3.1 CARACTERIZAÇÃO DO CENÁRIO ATUAL DE TRANSPORTE DA EMPRESA
Para caracterizar o cenário atual da empresa estudada, deve-se primeiramente realizar uma conversa direta com colaboradores da empresa, e utilizar um questionário com o as seguintes informações apresentadas no item 3.1.1 a seguir.
3.1.1 Dados necessários
1. Quantidade e localização dos pontos de coleta e entrega da empresa; 2. Frequência em que o transporte é realizado;
3. Tipo e modelo do veículo utilizado pela empresa; 4. Dados técnicos do veículo;
5. Custos de manutenção e documentação do veículo; 6. Rota utilizada para atender todos os clientes;
7. Tempos de trajeto e tempo de atendimento aos clientes.
Após obter conhecimento dos dados mencionados acima, é necessário organiza-los em planilhas, para compreensão e visualização. Para isto pode-se utilizar o MS Excel.
Em seguida, deve-se realizar a construção do modelo de cenário atual da empresa em uma ferramenta de SIG. Este procedimento está descrito no item 3.1.2 a seguir.
3.1.2 Construção do modelo em SIG
Para realização desta etapa, propõe-se o uso do software QGIS, o qual requer dados básicos ao programa, além da instalação de plugins, para que então seja possível a criação do modelo com os cenários a serem estudados. Os dados necessários estão descritos no item 3.1.2.1 abaixo. Na sequência é apresentado os plugins que devem ser instalados no programa.
3.1.2.1 Dados básicos
Dados de limites municipais e limites de bairros que contenham informações geométricas das vias;
Localizações de pontos de coleta e entrega da empresa estudada; Trajeto realizado atualmente pela empresa estudada;
Os dados do município, podem ser obtidos de forma on-line, no site da Secretaria de Planejamento Urbano e Desenvolvimento Sustentável da cidade, que disponibiliza a plataforma de Sistemas de Informações Municipais Georeferenciadas (SIMGeo), que possibilita realizar o download dos dados do município em formato shapefile (.shp), que é o formato padrão do software QGIS.
Os dados referente a empresa estudada, devem ser incluídos através dos plugins descritos no item 3.1.2.2 a seguir.
3.1.2.2 Plug-ins necessários no QGIS
Além das operações básicas da ferramenta, os seguintes plug-ins foram essenciais para realizar a construção dos modelos de cenários, e posteriormente realizar a otimização das rotas.
GeoCoding – complemento utilizado para georreferenciar pontos através de endereços, que auxiliam a visualizar pontos de origem e destino no mapa;
Menor Distância – ferramenta necessária para análises de caminho mínimo;
TSP Optmimal Route – complemento que resolve a heurística de caixeiro viajante, percorrendo todos os nós com menor custo (distância).
Após realizar a instalação dos plug-ins descritos acima, inicia-se o processo de construção do modelo na ferramenta. Primeiramente devem ser carregados os arquivos (.shp) obtidos, conforme o item 3.1.2.1 mencionado anteriormente.
Na sequência com o plugin GeoCoding, inclui-se os pontos de coleta e entrega da empresa estudada. Com este plug-in é possível incluir os pontos no mapa através dos endereços fornecidos pela empresa, gerando assim uma nova camada de pontos.
A última etapa é a construção de uma camada do tipo “linha”, utilizando a função de “nova camada shapefile” do QGIS. Neste procedimento deve-se utilizar os dados referente ao trajeto realizado pela empresa, e conforme o número de pontos de origem e destino da empresa estudada. A inclusão de cada aresta no mapa é de forma manual. Estas arestas unidas resultarão na camada que representa a rota utilizada pela empresa estudada.
Seguindo estes procedimentos, é possível concluir a caracterização do cenário atual de transporte da empresa em estudo.
3.2 CENÁRIO ALTERNATIVO 1
Nesta sessão, são descritos os métodos para realizar a otimização da rota atual com o mesmo modo de transportes da empresa estudada, chamado de Cenário Alternativo 1. Para isto, utiliza-se o modelo construído no QGIS conforme descrito anteriormente na sessão 3.1.2.
De início, desconsidera-se a rota atual de empresa e utiliza-se apenas os pontos de coleta e entrega da empresa criados conforme o item 3.1.2.2.
Em seguida, é necessário utilizar o plug-in TSP- Optimal Route, que deve ser instalado conforme mencionado no item 3.1.2.2 deste estudo. Este plug-in executa internamente o algoritmo de caixeiro viajante, viabilizando assim a obtenção da melhor rota possível.
No plug-in TSP- Optimal Route é necessário selecionar uma camada de pontos a serem percorridos, e uma camada que representa as vias que podem ser utilizadas para realizar o trajeto. A camada de pontos a ser seleciona deve ser referente aos pontos de coleta e entrega da empresa, que deve ser criada conforme o método demonstrado anteriormente. A camada de vias a serem utilizadas, são as ruas do município a ser estudado, otimizando a rota do modo de transporte atual da empresa, que utiliza as vias comuns de transito da cidade.
Por fim, deve-se executar o plug-in clicando no botão “run”, e aguardar a criação automática de uma nova camada do tipo “linha” com a rota otimizada do trajeto.
Com este método descrito acima, é possível obter a otimização da rota atual com o mesmo modo de transportes da empresa estudada.
3.3 CENÁRIO ALTERNATIVO 2
Nesta sessão, é descrito o método utilizado para elaboração de um terceiro cenário, chamado de Cenário Alternativo 2, que emprega um modo de transporte sustentável com a utilização da bicicleta para realizar o transporte, e de forma otimizada através de uma ferramenta de SIG. Neste estudo sugere-se conforme mencionado anteriormente a utilização do software QGIS.
Abaixo, a Figura 6 demonstra a sequência de tarefas à serem realizadas para que se possa obter o Cenário Alternativo 2.
Figura 6 – Sequência de tarefas
Fonte: O Autor (2019)
As duas primeiras tarefas da sequência demonstrada na Figura 6, são as mesmas desempenhadas anteriormente na sessão 3.1 deste estudo.
Em seguida, para concretizar a terceira tarefa, deve-se primeiramente verificar se na base de dados do município estudado, é disponibilizado informações sobre as vias que possuem ciclofaixas e ciclovias. Caso esta informação esteja disponível, deve-se realizar o download dos arquivos shapefile (.shp) e carrega-los no QGIS.
No entanto, muitos municípios não disponibilizam esta informação. Neste caso, deve-se procurar esta informação em outras fontes, como grupos de pesquisas em universidades, artigos científicos, através de alguma empresa privada que já tenha realizado levantamento desta informação, ou como última alternativa, realizar o levantamento através de pesquisa em campo, ou seja realizando o mapeamento de todas as ruas pessoalmente, e registrar as vias que possuem ciclofaixas e ciclovias. Este último método pode ser considerado inviável dependendo do tamanho do município e da quantidade de vias.
Após obter com o êxito os dados necessários, deve-se criar uma camada do tipo “linha” no QGIS, e incluir manualmente as ruas que possuem ciclofaixas e ciclovias. Este processo deve ser executado da mesma maneira que a inclusão da rota atual da empresa, mencionada anteriormente na sessão 3.1.2.2. É válido ressaltar que este processo é manual, e que depende da quantidade de vias a serem incluídas na camada.
Incluir no QGIS os dados da cidade
Incluir no QGIS os dados da empresa estudada
Criar no QGIS a camada de vias que possuem ciclo
(faixas/vias)
Obter a rota otimizada utilizandoo modo bicicleta
Por fim, deve-se utilizar o plug-in TSP-Optimal Route do QGIS, da mesma maneira que foi mencionado na sessão 3.2 anteriormente, no entanto nesta etapa deve ser selecionado como camada principal, a camada criada que representa as vias com ciclofaixas e ciclovias, e como opção secundária, a camada de vias comuns do município. Deve ser selecionado também os pontos de coleta e entrega da empresa.
Desta maneira, o plugin TSP – Optimal Route irá executar internamente a heurística de caixeiro viajante, utilizando preferencialmente as ciclofaixas e ciclovias da cidade, e caso não seja possível em algum ponto, utilizará as vias comuns, resultando em um trajeto otimizado. Realizando estas tarefas através deste método, é possível atingir o terceiro objetivo específico deste estudo, que é a obtenção de uma rota otimizada através do modo bicicleta.
3.4 DEFINIÇÃO DE INDICADORES PARA ANÁLISE COMPARATIVA DOS CENÁRIOS
Nesta sessão, é apresentado o método recomendado para definir os indicadores que viabilizem a comparativa entre as três alternativas de cenários deste estudo.
Primeiramente deve-se definir qual o enfoque principal na elaboração dos indicadores, portanto, conforme citações de Hijjar e Lobo (2011), na sessão 2.1 da fundamentação teórica deste estudo, é mencionado que os fatores que determinam o valor final dos lucros obtidos nas operações de transporte de uma empresa, são os custos totais de transporte. Sendo assim, sugere-se que seja realizado a elaboração de indicadores baseados em custos totais de cada cenário.
Conforme a sessão 2.1.1 da fundamentação teórica deste estudo onde é apresentado os custos de transportes, sugere-se que para elaboração dos indicadores seja levantados uma série de dados de custos, conforme apresentados a seguir.
3.4.1 Dados necessários referente a custos de transporte
Custos de manutenção dos veículos utilizados; Custos de documentação dos veículos utilizados; Custos de combustível dos veículos utilizados;
Custos de aquisição de veículos e equipamentos necessários;
Distancia total da rota utilizada;
Frequência de realização do transporte; Tempo total de transporte;
Estes dados devem ser obtidos através de conversa direta com colaboradores da empresa estudada, através de consultas em lojas que realizam a venda e manutenção dos veículos utilizados, e em alguns casos através de fontes online, para obter os dados de custos com documentação do veículo utilizado. Pode-se consultar o site do departamento de trânsito do estado.
Desta maneira, torna-se possível mensurar os custos totais de transporte de cada cenário, e definir os indicadores para análise comparativa dos cenários.
3.5 MEDIÇÃO DOS INDICADORES E ANÁLISE COMPARATIVA DOS RESULTADOS
Nesta sessão, é descrito o método a ser empregado para realizar a medição dos custos de cada cenário, cálculos dos indicadores definidos na etapa anterior, e a análise comparativa entre os cenários abordados, possibilitando assim alcançar o quinto objetivo específico deste estudo.
3.5.1 Medição dos indicadores
Primeiramente, deve-se realizar a combinação dos dados referentes a tempo de viagem e distância total percorrida de cada cenário. Para isso propõe-se a elaboração de uma planilha no software MS Excel, para organizar e facilitar a visualização dos dados de cada cenário, que são obtidos no QGIS através dos métodos apresentados nas sessões 3.1, 3.2, e 3.3 anteriormente. Em seguida, é necessário unificar os dados referentes a custos de transportes, que são obtidos conforme o método da sessão 3.4, em uma planilha, a fim de obter o indicador de custos de cada cenário estudado. Para esta prática, recomenda-se também a utilização do software MS Excel.
3.5.2 Análise comparativa dos resultados
Nesta etapa, deve-se realizar a comparação dos cenários através dos indicadores definidos na etapa anterior. Para isto, torna-se necessário analisar os custos totais de cada cenário, e fazer a escolha do cenário mais adequado para a empresa estudada, considerando os custos de transportes e modo como o transporte é realizado.
4 ESTUDO DE CASO
Visando atingir o objetivo geral e objetivos específicos deste estudo, o método descrito na sessão 3 foi aplicado para o estudo de melhorias no sistema de transporte de uma empresa de serviços contábeis de Joinville, utilizando um modelo de roteirização através de um SIG de código aberto (QGIS). Foi estudada a otimização da rota utilizada pela empresa através do modo motocicleta, e também proposto uma rota utilizando o modo de transporte mais sustentável, através de bicicleta.
Dada a utilização de informações sigilosas, a pedido da empresa, sua identidade e alguns dados não serão revelados, sendo assim no presente trabalho a empresa estudada recebe o nome fictício de “Empresa P”.
4.1 CARACTERIZAÇÃO DO CENÁRIO ATUAL DA EMPRESA P E DA ÁREA DE ESTUDOS
Esta sessão expõe primeiramente a descrição detalhada da empresa estudada, na sequência é realizado a contextualização e caraterização do problema, coleta e tratamento dos dados, e por fim apresentado a caracterização da área de estudos, onde foi elaborado o cenário atual da empresa no software QGIS.
4.1.1 A Empresa P
A Empresa P opera no setor de contabilidade, prestando serviços contábeis, assessoria jurídica, consultoria, tributária fiscal, recursos humanos, assessoria administrativa, entre outros para empresas de pequeno e médio porte na região. Sua matriz está localizada na cidade de Joinville, em Santa Catarina, na região central da cidade, o que oferece proximidade aos seus clientes.
Atualmente, a Empresa P realiza coletas e entregas de malotes semanalmente em todos seus 22 clientes. Estes malotes contém documentação contábil e fiscal dos clientes como por exemplo, notas fiscais, extratos bancários, extratos de financiamentos, aplicações financeiras, entre outros. Estes documentos devem ser coletados nos clientes e levados até a Empresa P, para permitir que os contadores possam realizar a apuração dos impostos, fechamento do
balanço, distribuição do lucro, entre outros procedimentos contábeis. Após realizar os devidos procedimentos, os malotes com as documentações são devolvidos aos clientes.
Para comodidade do cliente, a Empresa P deixa pré-estabelecido, que em um certo dia da semana será realizado a coleta dos documentos, permitindo assim, que os clientes tenham tempo hábil para organizar e separar a documentação necessária para o dia de coleta. Para o caso estudado era toda sexta-feira, para todos os 22 clientes.
Deste modo, o serviço de coleta e entrega de malotes realizado pela Empresa P é simplificado, pois em um único dia da semana é possível realizar um trajeto percorrendo todos os clientes, e retornar ao final do dia com todos os malotes.
Este serviço de transporte, é realizado atualmente por um colaborador, e que utiliza como meio de transporte uma motocicleta da própria frota da Empresa P. A Figura 7 ilustra a sequência de etapas que compõem as operações da empresa:
Figura 7 - Operações da Empresa P
Fonte: O Autor (2019)
O sequenciamento das rotas, foi elaborado apenas com base no conhecimento e experiência do próprio colaborador que realiza o transporte, e com o auxílio do serviço de pesquisa e visualização de mapas do Google, o Google Maps™. No entanto não existe garantia nenhuma de que a rota atualmente utilizada seja ótima, em decorrência da falta de roteirização, ou de quaisquer procedimento de otimização.
Clientes preparam a documentação Motoboy Sai da Empresa P, para realizar as coletas É realizado a coleta nos 22 clientes Motoboy retorna para Empresa P Empresa P realiza os serviços contábeis
Assim, com breve explicação sobre como funcionam o processo operacional da empresa, pode-se dizer que a operação de transporte de malotes realizada pela Empresa P, é relativamente simples, pois com apenas um veículo, pode-se realizar a coleta e entrega nos 22 pontos em um único dia de trabalho.
4.1.2 Contextualização e caracterização do problema
Dado que atualmente a Empresa P não realiza a operação de transporte com a identificação e aplicação de um modelo com as características da empresa para conseguir minimizar os custos com transporte, a diretoria da Empresa P informou a necessidade de um estudo para a redução de custos, e melhoria na sustentabilidade da empresa.
Partindo da premissa que a operação de transporte de malotes, segundo a diretoria da Empresa P, é o setor que mais apresenta oportunidades de melhorias no momento, verificou-se a possibilidade de aplicar um estudo de otimização do processo atual, e propor uma alternativa de transporte utilizando um meio mais sustentável, e com possível redução de custos operacionais para empresa, uma vez que os custos totais da motocicleta da Empresa P são relativamente altos.
4.1.3 Coleta e tratamento de dados da Empresa P
Nesta seção, são apresentados os dados coletados, essenciais para a execução desse trabalho. Os dados foram obtidos através do contato direto com colaboradores da Empresa P, através de questionários, planilhas e documentos apresentados.
4.1.3.1 Pontos de coleta e entrega
Para que o estudo se viabilizasse, a Empresa P forneceu os pontos de coleta e entrega dos malotes, que são basicamente referentes ao endereço de seus 22 clientes situados na cidade de Joinville.
Conforme ilustrado na Tabela 1, cada ponto indica o endereço dos 22 clientes, com exceção do primeiro ponto de referência “Origem/Destino”, que representa a Empresa P. Conforme solicitado pela diretoria da Empresa P, seu endereço completo foi ocultado, assim como a numeração do endereço de seus clientes, para manter sigilo nos dados. No entanto, para
elaboração do modelo, foi utilizado os dados completos, para garantir a máxima aproximação da realidade.
Como se pode observar, no total, são 22 pontos de coleta e entrega para os quais o colaborador da Empresa P, deve traçar um roteiro, que deverá ser realizado no mesmo dia, e sem critério de sequência, ou seja, todos os pontos devem ser visitados uma única vez, preferencialmente na melhor rota possível, e depois retornar ao porto de origem.
Tabela 1 – Localização dos pontos
Ponto de Referência Endereço
ORIGEM/DESTINO R. Gustavo **********, XX - Centro, Joinville Cliente 1 Serv. Miguel Ângelo, XX - Vila Nova, Joinville SC Cliente 2 R. Sen. Felipe Schmidt, XX, sala XX - Centro, Joinville
Cliente 3 R. Max Colin, XX - América, Joinville Cliente 4 R. Iririú, XX- Iririú, Joinville
Cliente 5 R. Guaramirim, XX - Saguaçu, Joinville
Cliente 6 R. Miguel A. Erzinger, XX - Pirabeiraba, Joinville Cliente 7 R. Dona Francisca, XX - Zona Industrial, Joinville Cliente 8 R. Dona Francisca, XX - Centro, Joinville
Cliente 9 R. Visc. de Taunay, XX - Atiradores, Joinville
Cliente 10 R. Sen. Petrônio Portela, XX - Distrito Industrial, Joinville Cliente 11 Av. José Vieira, XX - América, Joinville
Cliente 12 R. Rolf Colin, XX - América, Joinville
Cliente 13 R. Otto Pfuetzenreuter, XX - Costa e Silva, Joinville Cliente 14 Av. Kurt Meinert, XX - Paranaguamirim, Joinville Cliente 15 R. Boehmerwald, XX - Boehmerwald, Joinville Cliente 16 R. João da Costa Júnior, XX - João Costa, Joinville Cliente 17 R. Bento José Flores, XX - Espinheiros, Joinville Cliente 18 R. Xanxerê, XX - Saguaçu, Joinville
Cliente 19 R. Minas Gerais, XX - Nova Brasília, Joinville
Cliente 20 R. Jaroslau Clemente Pesch, XX - Nova Brasília, Joinville Cliente 21 R. Santa Catarina, XX - Floresta, Joinville
Cliente 22 R. Daniela Péres, XX - Parque Guarani, Joinville
Fonte: O Autor (2019)
Embora certos clientes iniciem seus expedientes mais cedo ou os encerrem mais tarde, as coletas e entregas dos malotes sempre iniciam às 9:00 e terminam no máximo às 18:00. Este é o horário comercial em que todos estão disponíveis para receber o colaborador da Empresa P e entregar a documentação para compor o malote.
4.1.3.2 Veículo utilizado
Em conversa com um colaborador da Empresa P, responsável pela realização do transporte dos malotes, foi possível conhecer o veículo que é utilizados na operações de transporte de documentos e malotes: uma motocicleta modelo Fan 125 cilindradas, da marca Honda, com um baú de carga instalado, conforme Figura 8.
Figura 8 - Motocicleta
Fonte: O Autor (2019)
Para maior entendimento, foi elaborado a Tabela 2, com informações pertinentes ao veículo utilizado atualmente no transporte de documentos da Empresa P. Estes dados foram baseados em informações contidas no próprio manual do usuário da motocicleta utilizada pela empresa.
Tabela 2 – Dados Técnicos do veículo
Dados Técnicos
Tipo do veículo Motocicleta
Marca Honda Modelo Fan 125 Cilindrada 124,7 cm³ Potência 11,6 cv Capacidade do tanque 15,1 L Peso Seco 110 Kg Capacidade Baú 80 L Consumo médio 32 km/L Autonomia 483 km Fonte: O Autor (2019)
4.1.3.3 Manutenção do veículo
O levantamento de dados referente ao custo de manutenção periódica da motocicleta, bem como o intervalo de troca, foram retirados do próprio manual do fabricante da motocicleta. O valor médio das peças e valor de mão de obra, foram coletados na própria concessionária Honda da cidade de Joinville, onde a Empresa P costuma realizar as manutenções.
A Tabela 3, para foi elaborada para visualização dos dados, e análises posteriores.
Tabela 3 – Custos de Manutenção Periódica
Manutenção Periódica
ITEM AÇÃO INTERVALO
VALOR DA PEÇA MÃO DE OBRA VALOR TOTAL TOTAL/1.000 KM Vela de Ignição Trocar 8.000 Km R$ 38,00 R$ 15,00 R$ 53,00 R$ 6,63
Filtro de Ar Trocar 16.000 Km R$ 29,00 R$ 20,00 R$ 49,00 R$ 3,06 Óleo do Motor Trocar 1.000 Km R$ 25,00 R$ 5,00 R$ 30,00 R$ 30,00
Corrente de Transmissão Ajustar/Lubrificar 1.000 Km R$ - R$ 15,00 R$ 15,00 R$ 15,00 Sistema de Freio Ajustar/Trocar 6.000 Km R$ 40,00 R$ 20,00 R$ 60,00 R$ 10,00 Sistema de Embreagem Trocar 30.000 km R$ 250,00 R$ 180,00 R$ 430,00 R$ 14,34 Suspensão
Dianteira Trocar Fluido 16.000 Km R$ 45,00 R$ 40,00 R$ 85,00 R$ 5,32 Suspensão
Traseira Revisar 4.000 Km R$ - R$ 20,00 R$ 20,00 R$ 5,00 Pneus Trocar 12.000 Km R$ 390,00 R$ 40,00 R$ 430,00 R$ 35,83 Custo total a cada 1.000 Km R$ 125,18 Fonte: O Autor (2019)
Conforme observado na última coluna da Tabela 3, foi calculado os custo totais de manutenção de cada item para cada 1.000 km rodados. Desta maneira, foi possível concluir que o atual modo de transporte da Empresa P, utilizando a motocicleta da própria frota, gera um custo médio de manutenção de R$125,18 a cada 1.000 km rodados.
4.1.3.4 Documentação do veículo
Os cálculos de custos com transporte da Empresa P, foi realizado a consulta de gastos com documentação da motocicleta utilizada. Vale ressaltar que a motocicleta da empresa não possui seguro contra furto ou colisão. Os dados foram coletados no próprio site do Detran-SC,
juntamente com informações fornecidas pelo diretor da empresa. Foi então elaborado a Tabela 4 abaixo.
Tabela 4 – Custos de Documentação
Documentação do Veículo
ITEM INTERVALO VALOR
Licenciamento Anual Anual R$ 57,06 Seguro Obrigatório DPVAT Anual R$ 130,00
IPVA Anual R$ 125,00
Taxa de emissão Detran Anual R$ 119,62 Serviço de Despachante Anual R$ 50,00 TOTAL R$ 481,68
Fonte: O Autor (2019)
Conforme pode-se observar na segunda coluna da Tabela 4, os custos com documentação são anuais. Sendo assim, o custo total de documentação da motocicleta é aproximadamente de R$481,68 por ano.
4.1.3.5 Rota utilizada
Para elaboração do modelo, é necessário identificar o trajeto atualmente realizado. Para isso, foi realizado uma conversa direta com o colaborador que realiza o transporte. Deste modo tornou-se possível verificar a sequência dos clientes a serem visitados e elaborar a Tabela 5 para uma melhor compreensão da rota.
Tabela 5 – Sequência do trajeto
Sequência do Trajeto Endereço
ORIGEM R. Gustavo **********, XX - Centro, Joinville Cliente 2 R. Sen. Felipe Schmidt, XX, sala XX - Centro, Joinville
Cliente 9 R. Visc. De Taunay, XX - Atiradores, Joinville Cliente 14 Av. Kurt Meinert, XX - Paranaguamirim, Joinville Cliente 22 R. Daniela Péres, XX - Parque Guarani, Joinville Cliente 16 R. João da Costa Júnior, XX - João Costa, Joinville Cliente 15 R. Boehmerwald, XX - Boehmerwald, Joinville Cliente 21 R. Santa Catarina, XX - Floresta, Joinville
Cliente 20 R. Jaroslau Clemente Pesch, XX - Nova Brasília, Joinville
