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....

Full description

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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description 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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