A simulation-optimization approach for the 2D irregular cutting stock problem with free rotation
This paper focuses on the study of the two-dimensional cutting or packing problem of irregular polygons with free rotation that must be organized within a set of identical plates with fixed dimensions. The main objective is to minimize the number of plates that can fit a specific demand of objects....
- Autores:
-
Casas Cortés, Andrés Gabriel de las
- Tipo de recurso:
- Fecha de publicación:
- 2020
- Institución:
- Universidad de los Andes
- Repositorio:
- Séneca: repositorio Uniandes
- Idioma:
- eng
- OAI Identifier:
- oai:repositorio.uniandes.edu.co:1992/43972
- Acceso en línea:
- http://hdl.handle.net/1992/43972
- Palabra clave:
- Programación de la producción - Investigaciones
Optimización combinatoria - Investigaciones
Métodos de simulación - Investigaciones
Sistemas integrados de fabricación por computador - Investigaciones
Ingeniería
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- openAccess
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This paper focuses on the study of the two-dimensional cutting or packing problem of irregular polygons with free rotation that must be organized within a set of identical plates with fixed dimensions. The main objective is to minimize the number of plates that can fit a specific demand of objects. Given the constraint of non-overlapping, the possibility of free rotations and the irregular shape of the objects, this is a combinatorial problem with NP-Hard complexity. A column generation procedure was proposed, in which the master problem will be in charge of selecting the subset of plates that will compose the solution, while the auxiliary problem will create each of the proposed plates to be given to the master problem as columns. For this, the auxiliary problem will use a two phased procedure with a constructive algorithm and a local search enhanced with swapping and insertion operators, made using Unity engine. To test the proposed algorithms, known instances for the cutting stock problem were selected. The solutions and computational times achieved were compared by benchmarking with the available work in the literature, obtaining satisfactory results. Further work will include the sequential use of the shown algorithms that produce good performance in order to produce a more specialized algorithm. |
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Al consultar y hacer uso de este recurso, está aceptando las condiciones de uso establecidas por los autores.https://repositorio.uniandes.edu.co/static/pdf/aceptacion_uso_es.pdfinfo:eu-repo/semantics/openAccesshttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2Alvarez Martínez, Davide80a55cc-2b09-4572-ba97-349b9fd0423f400Casas Cortés, Andrés Gabriel de lasd815e1f9-d1b1-40db-a2f0-001afbe44d7e500Gatica, Gustavo2020-09-03T14:19:10Z2020-09-03T14:19:10Z2020http://hdl.handle.net/1992/43972u830539.pdfinstname:Universidad de los Andesreponame:Repositorio Institucional Sénecarepourl:https://repositorio.uniandes.edu.co/This paper focuses on the study of the two-dimensional cutting or packing problem of irregular polygons with free rotation that must be organized within a set of identical plates with fixed dimensions. The main objective is to minimize the number of plates that can fit a specific demand of objects. Given the constraint of non-overlapping, the possibility of free rotations and the irregular shape of the objects, this is a combinatorial problem with NP-Hard complexity. A column generation procedure was proposed, in which the master problem will be in charge of selecting the subset of plates that will compose the solution, while the auxiliary problem will create each of the proposed plates to be given to the master problem as columns. For this, the auxiliary problem will use a two phased procedure with a constructive algorithm and a local search enhanced with swapping and insertion operators, made using Unity engine. To test the proposed algorithms, known instances for the cutting stock problem were selected. The solutions and computational times achieved were compared by benchmarking with the available work in the literature, obtaining satisfactory results. Further work will include the sequential use of the shown algorithms that produce good performance in order to produce a more specialized algorithm."Este artículo se enfoca en el estudio del problema de corte y empaquetamiento en dos dimensiones para polígonos irregulares con rotaciones libres, los guales deben ser organizados dentro de un conjunto de placas idénticas con dimensiones fijas. El objetivo principal es minimizar el número de placas tal que se satisfaga la demanda de cada polígono. Dada la restricción de no traslape, la posibilidad de rotaciones libres y la forma irregular de los objetos, este es un problema combinatorio NP-Complejo. Se propone un procedimiento basado en generación de columnas, en el cual el problema maestro seleccionará el subconjunto de placas que conformaran la solución, mientras que el problema auxiliar creará cada una de las placas propuestas para dárselas al problema maestro como columnas. Para esto, el problema auxiliar utilizara un procedimiento de dos fases, un algoritmo constructivo y una búsqueda local aumentada con operadores de inserción e intercambio. Para probar los algoritmos propuestos se utilizaron instancias conocidas para los problemas de corte. Las soluciones y los tiempos computacionales se compararon con los valores disponibles en la literatura, obteniendo resultados satisfactorios. Trabajos posteriores en este campo incluyen el uso secuencial de los algoritmos que tuvieron buen desempeño para crear algoritmos más especializados."--Tomado del Formato de Documento de Grado.Magíster en Ingeniería IndustrialMaestría26 hojasapplication/pdfengUniandesMaestría en Ingeniería IndustrialFacultad de IngenieríaDepartamento de Ingeniería Industrialinstname:Universidad de los Andesreponame:Repositorio Institucional SénecaA simulation-optimization approach for the 2D irregular cutting stock problem with free rotationTrabajo de grado - Maestríainfo:eu-repo/semantics/masterThesishttp://purl.org/coar/version/c_970fb48d4fbd8a85Texthttp://purl.org/redcol/resource_type/TMProgramación de la producción - InvestigacionesOptimización combinatoria - InvestigacionesMétodos de simulación - InvestigacionesSistemas integrados de fabricación por computador - InvestigacionesIngenieríaPublicationTEXTu830539.pdf.txtu830539.pdf.txtExtracted texttext/plain38323https://repositorio.uniandes.edu.co/bitstreams/b5142b25-3dca-49c5-a5ba-4957e387952b/download89aec62c39266382e83551a33922f17eMD54THUMBNAILu830539.pdf.jpgu830539.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg17342https://repositorio.uniandes.edu.co/bitstreams/d6be16d4-9b24-401f-ba35-779731b1992e/download595e738225fd3bbaa269e620612208beMD55ORIGINALu830539.pdfapplication/pdf1391061https://repositorio.uniandes.edu.co/bitstreams/b8aab6ba-5dd7-4af1-a77e-9b358cdd125f/download9b2cf0835c95c40b2232a9b6bd9c3ec7MD511992/43972oai:repositorio.uniandes.edu.co:1992/439722023-10-10 15:12:56.358https://repositorio.uniandes.edu.co/static/pdf/aceptacion_uso_es.pdfopen.accesshttps://repositorio.uniandes.edu.coRepositorio institucional Sénecaadminrepositorio@uniandes.edu.co |