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# Fleet Assignment Optimization - Força Aérea Brasileira # Fleet Assignment Optimization - Força Aérea Brasileira
## Integrantes do Grupo ## Integrantes do Grupo
- 1T Willia
- 1T Lago - 1T Lago
- 1T Figueiredo - 1T Figueiredo
- 1T Fialho - 1T Fialho
## Sobre o Projeto ## Sobre o Projeto
O presente trabalho aborda o problema clássico de **Fleet Assignment** (Alocação de Frota) aplicado ao contexto do transporte logístico aéreo militar.
O sistema foi desenvolvido como uma aplicação interativa (Dashboard Web) acoplada a um modelo matemático avançado. O objetivo é designar de forma ótima os diferentes modelos de aeronaves de transporte (C-97, C-95M, C-105, KC-390, KC-30, C-99A, C-98 e C-98A) de seus respectivos Esquadrões para atender à matriz de passageiros solicitada. O presente trabalho aborda o problema clássico de **Fleet Assignment** (Alocação de Frota) aplicado ao contexto do transporte logístico aéreo militar.
O sistema foi desenvolvido como uma aplicação interativa (Dashboard Web) acoplada a um modelo matemático avançado. O objetivo é designar de forma ótima os diferentes modelos de aeronaves de transporte (C-97, C-95M, C-105, KC-390, KC-30, C-99A, C-98 e C-98A) de seus respectivos Esquadrões para atender à matriz de passageiros solicitada.
A arquitetura equilibra a maximização do atendimento de passageiros com a **minimização dos custos logísticos** (consumo de combustível em litros e penalidades de pernoite em bases externas), tudo isso balizado por limites de alcance, velocidades, tamanho físico das frotas disponíveis nas bases (Emissores) e capacidade de passageiros de cada aeronave. A arquitetura equilibra a maximização do atendimento de passageiros com a **minimização dos custos logísticos** (consumo de combustível em litros e penalidades de pernoite em bases externas), tudo isso balizado por limites de alcance, velocidades, tamanho físico das frotas disponíveis nas bases (Emissores) e capacidade de passageiros de cada aeronave.
### O Modelo Matemático ### O Modelo Matemático
O núcleo de otimização foi construído utilizando Programação Linear Inteira Mista (MILP) processada pelo solver **SCIP** (implementado com *Google OR-Tools*). A modelagem contempla:
O núcleo de otimização foi construído utilizando Programação Linear Inteira Mista (MILP) processada pelo solver **SCIP** (implementado com _Google OR-Tools_). A modelagem contempla:
- **Função Objetivo:** $\min \sum_{t} \sum_{r} (c_{r} \cdot x_{r,t}) + \sum_{t} \sum_{d} (M \cdot s_{d,t})$ - **Função Objetivo:** $\min \sum_{t} \sum_{r} (c_{r} \cdot x_{r,t}) + \sum_{t} \sum_{d} (M \cdot s_{d,t})$
O algoritmo minimiza o custo total de combustível das missões ($c_r$), somado à grande penalidade ($M$) associada às variáveis de folga ($s_{d,t}$), forçando a malha a alocar missões para não deixar passageiros para trás, sempre que exequível. O algoritmo minimiza o custo total de combustível das missões ($c_r$), somado à grande penalidade ($M$) associada às variáveis de folga ($s_{d,t}$), forçando a malha a alocar missões para não deixar passageiros para trás, sempre que exequível.
@@ -23,7 +27,9 @@ O núcleo de otimização foi construído utilizando Programação Linear Inteir
- **Limites de Estoque:** As decolagens originadas de uma localidade jamais podem exceder a propriedade física do $\text{MaxFleet}$ distribuída para o esquadrão emissor. - **Limites de Estoque:** As decolagens originadas de uma localidade jamais podem exceder a propriedade física do $\text{MaxFleet}$ distribuída para o esquadrão emissor.
### Resultados Obtidos ### Resultados Obtidos
A ferramenta é capaz de rodar a otimização global e extrair métricas gerenciais comparativas: A ferramenta é capaz de rodar a otimização global e extrair métricas gerenciais comparativas:
- **Baseline Fuel (Não-Otimizado):** O sistema isola qual seria o consumo nominal caso as demandas fossem atendidas de modo bruto. - **Baseline Fuel (Não-Otimizado):** O sistema isola qual seria o consumo nominal caso as demandas fossem atendidas de modo bruto.
- **Optimized Fuel Consumption:** Retorna o custo de combustível estrito gerado pelo motor SCIP. - **Optimized Fuel Consumption:** Retorna o custo de combustível estrito gerado pelo motor SCIP.
- **Total Savings:** Revela à chefia o percentual quantitativo de economia gerada pela roteirização matemática contra o plano base. - **Total Savings:** Revela à chefia o percentual quantitativo de economia gerada pela roteirização matemática contra o plano base.
@@ -32,7 +38,9 @@ A ferramenta é capaz de rodar a otimização global e extrair métricas gerenci
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## 📂 Arquitetura do Projeto ## 📂 Arquitetura do Projeto
O projeto foi estruturado utilizando padrões modernos de software: O projeto foi estruturado utilizando padrões modernos de software:
```text ```text
/ /
├── app/ ├── app/
@@ -54,27 +62,30 @@ O projeto foi estruturado utilizando padrões modernos de software:
## 🛠️ Guia de Instalação e Execução ## 🛠️ Guia de Instalação e Execução
### 1. Instalar o Python (3.12+) ### 1. Instalar o Python (3.12+)
Abra seu terminal/prompt e utilize o gerenciador de pacotes nativo do seu Sistema Operacional: Abra seu terminal/prompt e utilize o gerenciador de pacotes nativo do seu Sistema Operacional:
* **Windows (Winget):** `winget install Python.Python.3.12` - **Windows (Winget):** `winget install Python.Python.3.12`
* **Ubuntu/Debian (APT):** `sudo apt update && sudo apt install python3 python3-pip python3-venv` - **Ubuntu/Debian (APT):** `sudo apt update && sudo apt install python3 python3-pip python3-venv`
* **Fedora (DNF):** `sudo dnf install python3` - **Fedora (DNF):** `sudo dnf install python3`
* **Arch Linux (Pacman):** `sudo pacman -S python` - **Arch Linux (Pacman):** `sudo pacman -S python`
* **macOS (Homebrew):** `brew install python` - **macOS (Homebrew):** `brew install python`
### 2. Instalar o Gerenciador `uv` ### 2. Instalar o Gerenciador `uv`
O projeto adota o `uv` (gerenciador de ambiente e dependências ultrarrápido em Rust): O projeto adota o `uv` (gerenciador de ambiente e dependências ultrarrápido em Rust):
* **macOS / Linux:** - **macOS / Linux:**
```bash ```bash
curl -LsSf https://astral.sh/uv/install.sh | sh curl -LsSf https://astral.sh/uv/install.sh | sh
``` ```
* **Windows (PowerShell):** - **Windows (PowerShell):**
```powershell ```powershell
powershell -ExecutionPolicy ByPass -c "irm https://astral.sh/uv/install.ps1 | iex" powershell -ExecutionPolicy ByPass -c "irm https://astral.sh/uv/install.ps1 | iex"
``` ```
### 3. Configurar Ambiente e Executar ### 3. Configurar Ambiente e Executar
Abra o terminal na pasta raiz deste projeto (onde este `README.md` e o arquivo `pyproject.toml` se encontram) e siga os passos abaixo: Abra o terminal na pasta raiz deste projeto (onde este `README.md` e o arquivo `pyproject.toml` se encontram) e siga os passos abaixo:
1. **Sincronizar Dependências (Instalar tudo e criar a VENV automaticamente):** 1. **Sincronizar Dependências (Instalar tudo e criar a VENV automaticamente):**