Meta-heurísticas bioinspiradas aplicadas ao problema do corte bidimensional guilhotinado em uma indústria vidreira

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Costa, Flávio Moreira da
Data de Publicação: 2014
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Uninove
Texto Completo: http://bibliotecatede.uninove.br/tede/handle/tede/205
Resumo: The two-dimensional guillotined cutting is a combinatorial optimization problem that consists in determining an arrangement of items to be cut from a larger piece, maximizing the material use, but respecting the restrictions imposed by the cutting equipment and the production flow. The optimization of two-dimensional guillotined cutting is an important factor for production systems performance at glassworks industries, because it maximizes the materials use. Several research have shown the application of bio-inspired metaheuristics like Genetic Algorithm and Ant Colony Algorithm in solving combinatorial optimization problems as two-dimensional guillotine cutting. The Genetic Algorithm is an abstraction of natural evolution models which operate on a population of individuals, through the application of mechanisms of selection, crossover and mutation, generating new and fitter individuals in each generation. The Ant Colony Algorithm is inspired in ant colonies behavior, that are capable of finding the shortest path between their colony and food sources. Influenced by pheromones presence in this way, these ants tend to follow the direction in which the concentration of pheromone is stronger. This work aimed to apply, individually and combined, the Genetic Algorithm and Ant Colony Algorithm to solve the two-dimensional guillotine cutting problem in a glass industry. For the experiments it was used a real-world database of 50 requests provided by a cut glass industry in São Paulo city and 500 instances, obtained from literature, divided into 10 classes with varying sizes of items and objects. The best results were compared with two commercial softwares focused on two-dimensional cutting optimization. The final results were satisfactory, confirming the bio-inpired metaheuristics as an option to solve the two-dimensional guillotine cutting problem in a glass industry.
id NOVE_0e553f6492f54237103a528a5b050711
oai_identifier_str oai:localhost:tede/205
network_acronym_str NOVE
network_name_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Uninove
repository_id_str
spelling Sassi, Renato Joséhttp://lattes.cnpq.br/8750334661789610Canto, Nilton Cesar Furtadohttp://lattes.cnpq.br/0120327365065950Junqueira, Leonardohttp://lattes.cnpq.br/2179657609596194CPF:20099617811http://lattes.cnpq.br/9016719216689063Costa, Flávio Moreira da2015-04-07T21:10:37Z2014-05-122014-01-23COSTA, Flávio Moreira da. Meta-heurísticas bioinspiradas aplicadas ao problema do corte bidimensional guilhotinado em uma indústria vidreira. 2014. 90 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia) - Universidade Nove de Julho, São Paulo, 2014.http://bibliotecatede.uninove.br/tede/handle/tede/205The two-dimensional guillotined cutting is a combinatorial optimization problem that consists in determining an arrangement of items to be cut from a larger piece, maximizing the material use, but respecting the restrictions imposed by the cutting equipment and the production flow. The optimization of two-dimensional guillotined cutting is an important factor for production systems performance at glassworks industries, because it maximizes the materials use. Several research have shown the application of bio-inspired metaheuristics like Genetic Algorithm and Ant Colony Algorithm in solving combinatorial optimization problems as two-dimensional guillotine cutting. The Genetic Algorithm is an abstraction of natural evolution models which operate on a population of individuals, through the application of mechanisms of selection, crossover and mutation, generating new and fitter individuals in each generation. The Ant Colony Algorithm is inspired in ant colonies behavior, that are capable of finding the shortest path between their colony and food sources. Influenced by pheromones presence in this way, these ants tend to follow the direction in which the concentration of pheromone is stronger. This work aimed to apply, individually and combined, the Genetic Algorithm and Ant Colony Algorithm to solve the two-dimensional guillotine cutting problem in a glass industry. For the experiments it was used a real-world database of 50 requests provided by a cut glass industry in São Paulo city and 500 instances, obtained from literature, divided into 10 classes with varying sizes of items and objects. The best results were compared with two commercial softwares focused on two-dimensional cutting optimization. The final results were satisfactory, confirming the bio-inpired metaheuristics as an option to solve the two-dimensional guillotine cutting problem in a glass industry.O corte bidimensional guilhotinado é um problema de otimização combinatória que consiste em determinar um arranjo de itens a serem cortados a partir de um objeto maior, maximizando a utilização do material, porém respeitando as restrições do equipamento de corte e do fluxo de produção. A otimização do corte bidimensional guilhotinado é um importante fator no desempenho dos sistemas de produção das indústrias vidreiras, já que possibilita uma melhor utilização dos materiais utilizados. Pesquisas demonstram que as meta-heurísticas bioinspiradas como Algoritmos Genéticos e Algoritmo Colônia de Formigas podem ser aplicadas na solução de problemas que envolvem otimização combinatória, como o problema do corte bidimensional guilhotinado. O Algoritmo Genético é uma abstração de modelos de evolução presentes na natureza que opera sobre uma população de indivíduos, por meio da aplicação de mecanismos de seleção, cruzamento e mutação, gerando novos indivíduos que, a cada geração, tornam-se mais aptos. O Algoritmo Colônia de Formigas é inspirado no comportamento de colônias de formigas que são capazes de encontrar o caminho mais curto entre suas colônias e as fontes de alimento. Influenciadas pela presença de feromônios no caminho, as formigas tendem a seguir na direção em que a concentração de feromônios é mais forte. Este trabalho teve como objetivo aplicar meta-heurísticas bioinspiradas, especificamente o Algoritmo Genético e o Algoritmo Colônia de Formigas, individualmente e combinados, ao problema do corte bidimensional guilhotinado em uma indústria vidreira. Foi utilizada na realização dos experimentos uma base de dados real com pedidos de corte fornecidos por uma indústria vidreira da cidade de São Paulo e 500 instâncias obtidas da literatura divididas em 10 classes com tamanhos variados de itens e objetos. Os melhores resultados foram comparados com dois softwares comerciais de otimização do corte bidimensional. Os resultados finais foram satisfatórios, o que confirma as meta-heurísticas bioinspiradas como uma opção para solucionar o problema do corte bidimensional guilhotinado em uma indústria vidreira.Made available in DSpace on 2015-04-07T21:10:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 B_Flavio Moreira da Costa.pdf: 1546252 bytes, checksum: 6cc22af3f633c141ecdf0a02c5c19c45 (MD5) Previous issue date: 2014-01-23application/pdfporUniversidade Nove de JulhoPrograma de Pós-Graduação de Mestrado e Doutorado em Engenharia de ProduçãoUninoveBREngenhariaalgoritmo genéticoalgoritmo colônia de formigascorte bidimensional guilhotinadometa-heurísticas bioinspiradasgenetic algorithmsant colony optimizationtwo-dimensional guillotined cuttingbio-inspired metaheuristicsENGENHARIAS::ENGENHARIA DE PRODUCAOMeta-heurísticas bioinspiradas aplicadas ao problema do corte bidimensional guilhotinado em uma indústria vidreirainfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesis2551182063231974631600info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Uninoveinstname:Universidade Nove de Julho (UNINOVE)instacron:UNINOVEORIGINALB_Flavio Moreira da Costa.pdfapplication/pdf1546252http://localhost:8080/tede/bitstream/tede/205/1/B_Flavio+Moreira+da+Costa.pdf6cc22af3f633c141ecdf0a02c5c19c45MD51tede/2052022-06-03 16:12:49.973oai:localhost:tede/205Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://bibliotecatede.uninove.br/PRIhttp://bibliotecatede.uninove.br/oai/requestbibliotecatede@uninove.br||bibliotecatede@uninove.bropendoar:2022-06-03T19:12:49Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Uninove - Universidade Nove de Julho (UNINOVE)false
dc.title.por.fl_str_mv Meta-heurísticas bioinspiradas aplicadas ao problema do corte bidimensional guilhotinado em uma indústria vidreira
title Meta-heurísticas bioinspiradas aplicadas ao problema do corte bidimensional guilhotinado em uma indústria vidreira
spellingShingle Meta-heurísticas bioinspiradas aplicadas ao problema do corte bidimensional guilhotinado em uma indústria vidreira
Costa, Flávio Moreira da
algoritmo genético
algoritmo colônia de formigas
corte bidimensional guilhotinado
meta-heurísticas bioinspiradas
genetic algorithms
ant colony optimization
two-dimensional guillotined cutting
bio-inspired metaheuristics
ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE PRODUCAO
title_short Meta-heurísticas bioinspiradas aplicadas ao problema do corte bidimensional guilhotinado em uma indústria vidreira
title_full Meta-heurísticas bioinspiradas aplicadas ao problema do corte bidimensional guilhotinado em uma indústria vidreira
title_fullStr Meta-heurísticas bioinspiradas aplicadas ao problema do corte bidimensional guilhotinado em uma indústria vidreira
title_full_unstemmed Meta-heurísticas bioinspiradas aplicadas ao problema do corte bidimensional guilhotinado em uma indústria vidreira
title_sort Meta-heurísticas bioinspiradas aplicadas ao problema do corte bidimensional guilhotinado em uma indústria vidreira
author Costa, Flávio Moreira da
author_facet Costa, Flávio Moreira da
author_role author
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv Sassi, Renato José
dc.contributor.advisor1Lattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/8750334661789610
dc.contributor.referee1.fl_str_mv Canto, Nilton Cesar Furtado
dc.contributor.referee1Lattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/0120327365065950
dc.contributor.referee2.fl_str_mv Junqueira, Leonardo
dc.contributor.referee2Lattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/2179657609596194
dc.contributor.authorID.fl_str_mv CPF:20099617811
dc.contributor.authorLattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/9016719216689063
dc.contributor.author.fl_str_mv Costa, Flávio Moreira da
contributor_str_mv Sassi, Renato José
Canto, Nilton Cesar Furtado
Junqueira, Leonardo
dc.subject.por.fl_str_mv algoritmo genético
algoritmo colônia de formigas
corte bidimensional guilhotinado
meta-heurísticas bioinspiradas
topic algoritmo genético
algoritmo colônia de formigas
corte bidimensional guilhotinado
meta-heurísticas bioinspiradas
genetic algorithms
ant colony optimization
two-dimensional guillotined cutting
bio-inspired metaheuristics
ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE PRODUCAO
dc.subject.eng.fl_str_mv genetic algorithms
ant colony optimization
two-dimensional guillotined cutting
bio-inspired metaheuristics
dc.subject.cnpq.fl_str_mv ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE PRODUCAO
description The two-dimensional guillotined cutting is a combinatorial optimization problem that consists in determining an arrangement of items to be cut from a larger piece, maximizing the material use, but respecting the restrictions imposed by the cutting equipment and the production flow. The optimization of two-dimensional guillotined cutting is an important factor for production systems performance at glassworks industries, because it maximizes the materials use. Several research have shown the application of bio-inspired metaheuristics like Genetic Algorithm and Ant Colony Algorithm in solving combinatorial optimization problems as two-dimensional guillotine cutting. The Genetic Algorithm is an abstraction of natural evolution models which operate on a population of individuals, through the application of mechanisms of selection, crossover and mutation, generating new and fitter individuals in each generation. The Ant Colony Algorithm is inspired in ant colonies behavior, that are capable of finding the shortest path between their colony and food sources. Influenced by pheromones presence in this way, these ants tend to follow the direction in which the concentration of pheromone is stronger. This work aimed to apply, individually and combined, the Genetic Algorithm and Ant Colony Algorithm to solve the two-dimensional guillotine cutting problem in a glass industry. For the experiments it was used a real-world database of 50 requests provided by a cut glass industry in São Paulo city and 500 instances, obtained from literature, divided into 10 classes with varying sizes of items and objects. The best results were compared with two commercial softwares focused on two-dimensional cutting optimization. The final results were satisfactory, confirming the bio-inpired metaheuristics as an option to solve the two-dimensional guillotine cutting problem in a glass industry.
publishDate 2014
dc.date.available.fl_str_mv 2014-05-12
dc.date.issued.fl_str_mv 2014-01-23
dc.date.accessioned.fl_str_mv 2015-04-07T21:10:37Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.citation.fl_str_mv COSTA, Flávio Moreira da. Meta-heurísticas bioinspiradas aplicadas ao problema do corte bidimensional guilhotinado em uma indústria vidreira. 2014. 90 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia) - Universidade Nove de Julho, São Paulo, 2014.
dc.identifier.uri.fl_str_mv http://bibliotecatede.uninove.br/tede/handle/tede/205
identifier_str_mv COSTA, Flávio Moreira da. Meta-heurísticas bioinspiradas aplicadas ao problema do corte bidimensional guilhotinado em uma indústria vidreira. 2014. 90 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia) - Universidade Nove de Julho, São Paulo, 2014.
url http://bibliotecatede.uninove.br/tede/handle/tede/205
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.relation.cnpq.fl_str_mv 2551182063231974631
dc.relation.confidence.fl_str_mv 600
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Nove de Julho
dc.publisher.program.fl_str_mv Programa de Pós-Graduação de Mestrado e Doutorado em Engenharia de Produção
dc.publisher.initials.fl_str_mv Uninove
dc.publisher.country.fl_str_mv BR
dc.publisher.department.fl_str_mv Engenharia
publisher.none.fl_str_mv Universidade Nove de Julho
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Uninove
instname:Universidade Nove de Julho (UNINOVE)
instacron:UNINOVE
instname_str Universidade Nove de Julho (UNINOVE)
instacron_str UNINOVE
institution UNINOVE
reponame_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Uninove
collection Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Uninove
bitstream.url.fl_str_mv http://localhost:8080/tede/bitstream/tede/205/1/B_Flavio+Moreira+da+Costa.pdf
bitstream.checksum.fl_str_mv 6cc22af3f633c141ecdf0a02c5c19c45
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv MD5
repository.name.fl_str_mv Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da Uninove - Universidade Nove de Julho (UNINOVE)
repository.mail.fl_str_mv bibliotecatede@uninove.br||bibliotecatede@uninove.br
_version_ 1811016860013953024