Optimization of material delivery routes in a hospital network through the algorithm of the traveling salesman problem

Authors

DOI:

https://doi.org/10.5585/rgss.v9i2.16570

Keywords:

Materials, Unified health system, Linear programming, Hospital distribution systems, Transports.

Abstract

This work aimed to propose routing options to distribute medical-hospital materials from a central warehouse to 21 hospitals in the State of Minas Gerais. It is an applied study, of quantitative approach, developed in Fundação Hospitalar do Estado de Minas Gerais, the largest network of public hospitals in Latin America. In this way, some models were tested to optimize the deliveries of such items to the units. The aim was to reduce distribution costs by reducing the distances traveled, when using more than one vehicle, with different capacities. An adaptation of the Traveling Salesman Problem was implemented in IBM CPLEX software, presenting routing proposals with variables with index. Routes were obtained using more than one vehicle, attending to all units, obeying the quantitative and the frequencies stipulated by the organization. It has been demonstrated that the adoption of vehicles with greater capacity can optimize the deliveries, reducing the distance traveled by 19%, approximately. We emphasize the importance of this study because it is a network of hospitals, being a differential within the literature of the area.

 

 

Downloads

Download data is not yet available.

Author Biographies

Jaqueline Daniela de Oliveira Fonseca, Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais

Bacharel e mestre em Administração pelo CEFET/MG. Tem interesse em pesquisas na área de Gestão de materiais, compras e logística na Administração Pública.

Elisangela Martins de Sá, Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais

Doutorado em engenharia de produção na área de concentração otimização de sistemas logísticos e de grande porte pela UFMG (2015). Mestrado em Engenharia de Produção na área de concentração produção e logística pela UFMG (2011). Bacharelado em Matemática Computacional pela UFMG (2008). Pós-doutorado no departamento de engenharia de produção da UFSCar com foco em problemas de localização e desenho de redes de concentradores e otimização robusta. Nos últimos anos, tem se dedicado a problemas voltados ao desenho de redes logísticas, bem como, métodos de decomposição, tais como, decomposição de Benders e outer approximation. Professora do CEFET/MG.

Fabrício Molica de Mendonça, Universidade Federal de São João Del Rei

Possui graduação em Administração pela Universidade Federal de Viçosa (1992), mestrado pela Universidade Federal de Viçosa (1996) e doutorado em Engenharia de Produção pela Universidade Federal do Rio de Janeiro (2008). Atualmente é colaborador e pesquisador da Universidade Federal do Rio de Janeiro, professor do programa de Mestrado Acadêmico em Administração do Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais, Coordenador e professor do programa de Mestrado Profissional do Programa de Pós-Graduação em Propriedade Intelectual e Transferência de Tecnologia para a Inovação e professor Associado II da Universidade Federal de São João Del-Rei. Tem experiência na área de Administração, com ênfase em Administração Financeira, atuando principalmente nos seguintes temas: custos, sistema de informação, incubação e micro e pequena empresa, Logística Reversa, mapeamento e análise de processos e Gestão Pública.

Paulo Fernandes Sanches Junior, Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais

Possui graduação em Direito pela Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais, graduação em Tecnologia de Informática pelo Centro Universitario Newton Paiva, mestrado em Engenharia de Produção pela Universidade Federal de Santa Catarina e doutorado em Engenharia Civil pela Universidade Estadual de Campinas. Atualmente é Professor Associado II do Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais. Tem experiência na área de Administração, atuando principalmente nos seguintes temas: logística, sistemas de informação, Processos, Organizações & Métodos (O&M).

References

Alemão, M. M. Gonçalves, M. A.; & Drumond, H. A. (2013). Estudo da utilização da informação de custos como ferramenta de gestão em organização pública: o estudo do SIGH–custos. Perspectivas em Gestão & Conhecimento, 3(1), 210-226. Recuperado em 03 julho, 2017, de http://periodicos.ufpb.br/ ojs2/index.php/pgc

Almeida, A. V. C., Tavares, D. M. L., Melo, A. C. S., Nunes, D. R. L., & Negrão, L. L. L. (2016). Melhorias no ressuprimento de itens de consumo em uma universidade pública no Estado do Pará. Revista Perspectivas Online: exatas & engenharia, 6(16), 12-26. Recuperado em 18 dezembro, 2017, de http://www.seer.perspectivasonline.com.br/index.php/exatas_e_ engenharia/article/view/660

Amaral, J. A., & Guerreiro, R. (2014). Mensuração dos impactos econômico-financeiros dos trade-offs entre os custos de manutenção de inventários e de transporte. Enfoque: Reflexão Contábil, 33(2), 55-69, de https://www.redalyc.org/pdf/3071/307131831005.pdf

Andrade, B. D. A., Jr, Reis, T. C. B., Bittencout, F. R., Neves, P. C. B., & Reis, J. A. (2016, agosto). Programação linear aplicada à problemas de designação de mão de obra baseada nas competências profissionais. Anais do Simpósio de Pesquisa Operacional & Logística da Marinha, São Paulo, SP, Brasil, 18. Recuperado em 21 agosto, 2019, de DOI: 10.5151/marine-spolm2015-140482

Araújo, E. A., Araújo, A. D., & Musetti, M. A. (2012). Estágios organizacionais da logística: estudo de caso em organização hospitalar filantrópica. Revista Produção, 22(3), 49-563. Recuperado em 24 junho, 2017, de http://dx.doi.org/10.1590/S0103- 65132012005000 045

Barbosa, D. F., Silla, C. N., Jr., & Kashiwabara, A. Y. (2015, maio). Aplicação da otimização por colônia de formigas ao problema de múltiplos caixeiros viajantes no atendimento de ordens de serviço nas empresas de distribuição de energia elétrica. Anais do Brazilian Symposium os Information System, Goiânia, GO, Brasil, 11. Recuperado em 21 agosto, 2019, de https://pdfs.semanticscholar.org/33f8/964a87917c5c58805b78af5842ed8db681b8.pdf

Batessini, M., Coelho, H. S., & Seta, M. H. (2018). Uso de programação linear para otimizar o acesso geográfico em redes temáticas de atenção à saúde. Cadernos de Saúde Pública, 3(4), 1-14. Recuperado em 26 agosto, 2019, de doi:10.1590/0102-311X00055017

Blanck, M., & Bandeira, D. L. (2015). Análise da capacidade operacional de um centro cirúrgico: modelagem matemática aplicada ao dimensionamento e alocação de recursos. Revista de Gestão, 22(4), 565-583. Recuperado em 26 agosto, 2019, de DOI:10.5700/578

Braga, G. G. A., Oliveira, F. A. G., Ferraz, S. F. S., & Oliveira, M. J. L. (2014, outubro). O processo logístico de compra, armazenamento e distribuição: um estudo comparativo entre organizações públicas e privadas. Anais do Seminários em Administração, São Paulo, SP, Brasil, 17. Recuperado em 21 agosto, 2018, de http://sistema.semead.com.br/17semead/ resultado/trabalhosPDF/1315. pdf.

Cacchiani, V.; Hemmelmayr, V.C.; & Tricoire, F. (2014). A set-covering based heuristic algorithm for the periodic vehicle routing problem. Discrete Applied Mathematics, 163, 53-64. Recuperado em 18 março, 2018, de https://doi.org/10.1016/j.dam.2012.08.032

Carvalho, L. S., Martins, T. M., Oliveira, M. A., Silva, M. D., Santos, J. P., Santos, J. A., & Araújo, P. J. L. (2014). Redução de custo com combustível para uma frota. Cadernos de Graduação: Ciências Exatas e Tecnológicas Unit, 2(1), 55-62. Recuperado em 26 agosto, 2019, de https://periodicos.set.edu.br/index.php/cadernoexatas/article/view/896/725

Clarke, J., Gascon, V., & Ferland, J. A. (2017). A Capacitated Vehicle Routing Problem With Synchronized Pick-Ups and Drop-Offs: The Case of Medication Delivery and Supervision in the DR Congo. IEEE Transactions on Engineering Management, 64(3). Recuperado em 03 setembro, 2019, de 327–336.doi:10.1109/tem.2017.2673541

Empresa de Transporte e Trânsito de Belo Horizonte. Legislação urbanística. Recuperado em 05 setembro, 2019, de https://prefeitura.pbh.gov.br/politica-urbana/informacoes/legislacao-urbanistica

Fundação Hospitalar do Estado de Minas Gerais. (2017). Sobre o órgão. Recuperado em 02 novembro, 2017, de http://www.fhemig.mg.gov.br/

Garcia, S. D., Haddad, M. C. L., Dellaroza, M. S. G., Costa, D. B., & Miranda, J. M. (2012). Gestão de material médico-hospitalar e o processo de trabalho em um hospital público. Revista Brasileira de Enfermagem, 54(2), 339-346. Recuperado em 08 março, 2018, de http://www.scielo.br/pdf/reben/v65n2/ v65n2a21.pdf

Gil, R. B.; Chaves, L. D. P.; & Laus, A. M. (2015). Gerenciamento de recursos materiais com enfoque na queixa técnica. Revista Eletrônica de Enfermagem, 17(1), 100-107. Recuperado em 31 julho, 2017, de http://dx.doi.org/10.5216/ree.v17i1.27544

Gomes, J., Mariz, E. D., Silva, A. M., & Kawamoto, L. T., Jr. (2019). Programação linear aplicada à mobilidade urbana: análise do Trajeto da residência à escola de estudantes universitários. Revista ENIAC Pesquisa. 8(2), 280-297. Recuperado em 21 agosto, 2019, de http://dx.doi.org/10.22567/rep.v8i2.581

Gray, D. E. (2012). Pesquisa no mundo real. (2. ed.) São Paulo: Penso.

Higino, W., Chaves, A. A., & Melo, V. V. (2017, agosto). Univariate Marginal Distribution Algorithm and Random Variable Neighbourhood Descent Applied to the Vehicle Routing Problem with Private Fleet and Common Carrier. Anais do Simpósio Brasileiro de Pesquisa Operacional, Blumenau, SC, Brasil, 59. Recuperado em 26 agosto, 2019, de http://www.sbpo2017.iltc.br/ pdf/168052.pdf

Marconi, M. A.; & Lakatos, E. M. (2010). Fundamentos de metodologia científica. (7. ed.) São Paulo: Atlas.

Meaulo, M. P.; & Pensutti, M. (2011, dezembro). A gestão de estoques em ambientes hospitalares: analisando a utilização de ferramentas de gestão de materiais em ambientes hospitalares públicos e filantrópicos no município de Santa Bárbara D’Oeste. Anais do Congresso Virtual Brasileiro de Administração, 8. Recuperado em 09 março, 2018, de http://www.convibra.com.br/upload/paper/adm/ adm_3253.pdf

Meirelles, H. L. (2002). Direito administrativo brasileiro. (27. ed.). São Paulo: Malheiros,

Miller, C. E., Tucker, A. W., & Zemlin, R. A. (1960). Integer Programming Formulation of Traveling Salesman Problems. Journal of Association for Computing Machinery, 7(4), 326-329. Recuperado em 21 agosto, 2019, de https://dl.acm.org/doi/10.1145/321043.321046

Oliveira, M. M.; Pandolfi, E. S.; & Veríssimo, T. D. C. (2017). Padronização no processo de compra: o enfermeiro como executor. Revista Científica da Faculdade de Educação e Meio Ambiente, 8(1), 60-77. Recuperado em 31 julho, 2017, de http://www.faema.edu.br/revistas/ index.php/Revista-FAEMA/article/ view/485

Oliveira, T. S., & Musetti, M. A. (2014). Revisão compreensiva de logística hospitalar: conceitos e atividades. Revista de Gestão em Sistemas de Saúde, 3(1), 1-13. Recuperado em 25 junho, 2019, de http://dx.doi.org/10.5585/rgss.v3i1.90.

Ottoni, A. L. C., Nepomuceno, E. G., Cordeiro, L. T., Lamperti, R. D., & Oliveira, M. S. (2015, outubro). Análise do desempenho do aprendizado por reforço na solução do problema do caixeiro viajante. Anais do Simpósio Brasileiro de Automação Inteligente, Natal, RN, Brasil, 12. Recuperado em 21 agosto, 2019, de http://swge.inf.br/SBAI2015/anais/017.pdf

Picoli, J. G., Santos, R. V. M., & Mendes, T. M. (2019). Proposta de uma ferramenta computacional para facilitar a aprendizagem sobre caminhamento em grafos. Brazilian Applied Science Review, 3(1), 712-720, de http://www.brjd.com.br/index.php/BASR/ article/view/864/742

Raimundo, E. A., Dias, C. N., & Guerra, M. (2015). Logística de medicamentos e materiais em um hospital público do Distrito Federal. Revista de Administração Hospitalar e Inovação em Saúde, 12(2), 61-69. Recuperado em 24 junho, 2017, de http://dx.doi.org/10.21450/ rahis.v12i2.2384

Raymundo, E. A., Gonçalves, L. W. N., & Ribeiro, N. S. (2015). Pesquisa operacional na tomada de decisão: modelo de otimização de produção e maximização do lucro. Revista de Gestão & Tecnologia, 3(1), 11-16. Recuperado em 06 novembro, 2017, de https://doi.org/ 10.24279/jmgmt.v3i1.169

Rebouças, R. S. (2016). Problema do caixeiro viajante com coleta de prêmios e janelas de tempo. Dissertação de mestrado, Universidade Estadual de Campinas, Campinas, SP, Brasil. Disponível: http://repositorio.unicamp.br/handle/REPOSIP/321008

Reis, G. A. X., Rossaneis, M. A., Haddad, M C. F., Gil, R. B., & Pissinati, P. S. (2016). Análise das notificações de queixa técnica de material médico-hospitalar em um hospital sentinela. Revista Visa em Debate, 4(1), 52-57. Recuperado em 31 julho, 2017, de http://doi:10.3395/2317-269x.00588

Rodrigues, L. L. F., Oliveira, I. H. I., Castorani, R. R., & Alexandre, M. F. (2016). A viabilidade de aplicação da pesquisa operacional para a solução de problemas complexos de transporte. Revista INOVAE, 4(2), 54-68. Recuperado em 03 novembro, 2017, de http://www.revistaseletronicas.fmu.br/ index.php/inovae/article/view/1311/1119

Santos, A. B., & Santos, J. Q. (2017). O processo logístico como estratégia empresarial: um estudo de caso em uma indústria alimentícia de animais. Revista Formadores: Vivência e Estudo, 10(1), 45-62. Recuperado em 26 agosto, 2019, de http://www.seer-adventista.com.br/ojs/index.php/formadores/ article/view/800/652

Scheidegger, A. P. G. (2014). Sistematização do processo de reposição de estoques no setor público: pesquisa-ação no almoxarifado da Universidade Federal de Itajubá. Dissertação de mestrado, Universidade Federal de Itajubá, Itajubá, MG, Brasil. Disponível: https://repositorio.unifei.edu.br/xmlui/handle/123456789/313

Silva, A. R. V., & Ochi, L. S. (2016, setembro). Um Algoritmo Evolutivo para o Problema do Caixeiro Alugador. Anais do Congresso Nacional de Matemática Aplicada e Computacional, Gramado, RS, Brasil, 36. Recuperado em 21 agosto, 2019, de https://doi.org/10.5540/ 03.2017.005.01.0460

Silva, D. J. A., Silva, J. A. L., Affonso, A. M., & Oliveira, R. C. L. (2013, outubro). Uso de algoritmo cultural com uma nova abordagem memética por meio do simulated annealing para o problema do caixeiro viajante. Anais do Simpósio Brasileiro de Automação Inteligente, Fortaleza, CE, Brasil, 9. Recuperado em 21 agosto, 2019, de http://www.sbai2013.ufc.br/pdfs/5340.pdf

Silva, L. C, Filho, & Silva, F. I. (2015). A logística na gestão de transporte. Cadernos Unisuam de Pesquisa e Extensão, 5(4), 1-9. Recuperado em 21 agosto, 2019, de http://apl.unisuam.edu.br/revistas/index.php/ cadernosunisuam/article/view/859/661

Sousa, M. M., & Gonçalves, L. B. (2014, setembro). Comparação de abordagens heurísticas baseadas em algoritmo memético para o problema do caixeiro viajante com seleção de hotéis. Anais do Simpósio Brasileiro de Pesquisa Operacional, Salvador, BA, Brasil, 46. Recuperado em 26 agosto, 2019, de http://www.din.uem.br/~ademir/sbpo/sbpo2014/ pdf/arq0302.pdf

Souza, D. O.; & Rosa, R. S. (2015). Compras nacionais e internacionais em um hospital de capacidade extra. In: Bordin, R.; Demarco, D. J.; & Meira, F. B. (Org.). Gestão em saúde no Rio Grande do Sul: casos, análises e práticas. (vol. 2, cap.2, pp. 253-279). Porto Alegre: Evangraf. Recuperado em 08 março, 2018, de http://hdl.handle.net/10183/159760

Souza, S. S. F., & Romero, R. (2014, setembro). Algoritmo Imunológico Artificial CLONALG e Algoritmo Genético Aplicados ao Problema do Caixeiro Viajante. Anais do Congresso de Matemática Aplicada e Computacional Sul, Curitiba, PR, Brasil, 1. Recuperado em 21 agosto, 2019, de https://proceedings.sbmac.org.br/sbmac/article/view/307/309

Wu, L. (2007). O problema de roteirização periódica de veículos. Dissertação de Mestrado em Engenharia de Transportes. Universidade de São Paulo, São Paulo, SP, Brasil. Disponível: https://teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3138/tde-01082007-175300/publico/DissertacaoEdRev LWu.pdf

Downloads

Published

2020-07-17

How to Cite

Fonseca, J. D. de O., Sá, E. M. de, Mendonça, F. M. de, & Sanches Junior, P. F. (2020). Optimization of material delivery routes in a hospital network through the algorithm of the traveling salesman problem. Revista De Gestão Em Sistemas De Saúde, 9(2), 283–302. https://doi.org/10.5585/rgss.v9i2.16570

Issue

Vol. 9 No. 2 (2020): maio/ago.

Section

Articles

License

Copyright (c) 2020 Revista de Gestão em Sistemas de Saúde

Creative Commons License

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Autores mantém os direitos autorais e concedem à revista o direito de primeira publicação, com o trabalho simultaneamente licenciado sob a Creative Commons Atribuição - Não comercial - Compartilhar igual 4.0 Internacional  que permite o compartilhamento do trabalho com reconhecimento da autoria e publicação inicial nesta revista.

Autores têm autorização para assumir contratos adicionais separadamente, para distribuição não-exclusiva da versão do trabalho publicada nesta revista (ex.: publicar em repositório institucional ou como capítulo de livro), com reconhecimento de autoria e publicação inicial nesta revista.

Autores têm permissão e são estimulados a publicar e distribuir seu trabalho online (ex.: em repositórios institucionais ou na sua página pessoal) a qualquer ponto antes ou durante o processo editorial, já que isso pode gerar alterações produtivas, bem como aumentar o impacto e a citação do trabalho publicado (Veja O Efeito do Acesso Livre) em http://opcit.eprints.org/oacitation-biblio.html