Uma proposta para a geração de padrões de corte bidimensionais utilizando algoritimos genéticos

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Candido, Lilian Caroline Xavier
Data de Publicação: 2011
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFPR
Texto Completo: https://hdl.handle.net/1884/27103
Resumo: Orientador: Prof. Dr. Luzia Vidal de Souza
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spelling Universidade Federal do Paraná. Setor de Tecnologia. Programa de Pós-Graduação em Métodos Numéricos em EngenhariaSouza, Luzia Vidal de, 1967-Candido, Lilian Caroline Xavier2024-05-16T18:57:09Z2024-05-16T18:57:09Z2011https://hdl.handle.net/1884/27103Orientador: Prof. Dr. Luzia Vidal de SouzaDissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Exatas e Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Métodos Numéricos em Engenharia. Defesa: Curitiba, 15/03/2011Bibliografia: fls. 72-75Área de concentração: Programação matemáticaResumo: O problema da geração de padrões de corte bidimensionais é um importante problema de otimização combinatória, e tem forte representatividade em diversos setores da indústria, como por exemplo os setores moveleiro, têxtil, de produção de vidro e papel. Tal problema pode ser formulado como um Problema da Mochila Bidimensional, cujo objetivo consiste em encontrar o melhor arranjo de itens a ser cortado a partir de um objeto, a fim de que sejam minimizadas as sobras e conseqüentemente o custo com material. Considera-se neste estudo que o corte seja regular, portanto trata-se de itens e objetos retangulares. Este trabalho apresenta uma estratégia de resolução para a geração de padrões de corte bidimensionais com corte do tipo guilhotinado, no qual o mesmo se estende de um lado ao outro do objeto. Foram considerados dois diferentes tipos de padrões de corte: padrões não-estagiados e padrões em dois estágios, e trabalhou-se ainda com a possibilidade de rotação dos itens, caracterizando ao todo quatro abordagens para a resolução do problema. A metodologia proposta subdivide-se em duas etapas: primeiramente utilizam-se Algoritmos Genéticos para a seleção e agrupamento dos itens em subconjuntos, e então aplica-se uma técnica de encaixe para criar o arranjo geométrico dos mesmos, sendo que o corte não-estagiado possui uma técnica de encaixe baseada no algoritmo construtivo de Wang (1982), enquanto no corte em dois estágios utiliza-se uma heurística de encaixe seqüencial dos itens. O método proposto foi testado sobre instâncias da literatura, para quatro abordagens distintas, que são: corte não-estagiado sem rotação de itens, corte não-estagiado com rotação de itens, corte em dois estágios sem rotação de itens, e corte em dois estágios com rotação de itens; e os resultados obtidos foram comparados com as soluções ótimas conhecidas. Tais resultados foram satisfatórios, pois o método gerou padrões de corte com um aproveitamento médio do objeto entre 90 e 95%, num tempo computacional reduzido e praticamente instantâneo para algumas instâncias testadas.Abstract: The problem of generating two-dimensional cutting patterns is an important combinatorial optimization problem. It is present in industrial activities of various fields of activity, like the furniture and textile sector, and of glass and paper production. This problem can be formulated as a Two-Dimensional Knapsack Problem, whose goal is to find the best arrangement of items to be cut from an object, so that the leftovers are minimized and, consequently, the material cost too. It is considered in this study the regular cut, so we deal with rectangular objects and items. This paper presents a resolution strategy for the generation of two-dimensional guillotine cutting patterns, in which the cut is done from one side to the other side of the object. We considered two different types of guillotine cutting patterns: non-staged patterns, and patterns in two stages, and worked also with the possibility of rotation of items, featuring in all four approaches to solving the problem. The proposed methodology is divided in two stages: initially, it is employed a genetic algorithm for the selection and grouping of items into subsets, and then it is applied a fitting technique to create the geometric arrangement of these items. The non-staged cutting patterns have a fitting algorithm based on the constructive algorithm of Wang (1982), while the cut in two stages uses a sequential fitting heuristic. The proposed methodology was tested on instances of literature, for the four different approaches considered: non-staged patterns without rotation of items, non-staged patterns with rotation of items, two-staged patterns without rotations of items, and two-satged patterns with rotation of items; and the results were compared with known optimal solutions. The results were considered as satisfactory, since the method generated cutting patterns with an average use of the object between 90 and 95% at a greatly reduced processing time, and practically zero for some instances tested.87f. : il. [algumas color.], grafs., tabs.application/pdfDisponível em formato digitalProgramação linearOtimização combinatoriaAlgorítmos genéticosAnálise numéricaUma proposta para a geração de padrões de corte bidimensionais utilizando algoritimos genéticosinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisporreponame:Repositório Institucional da UFPRinstname:Universidade Federal do Paraná (UFPR)instacron:UFPRinfo:eu-repo/semantics/openAccessORIGINALR - D - LILIAN CAROLINE XAVIER CANDIDO.pdfapplication/pdf1192470https://acervodigital.ufpr.br/bitstream/1884/27103/1/R%20-%20D%20-%20LILIAN%20CAROLINE%20XAVIER%20CANDIDO.pdf9f1046811881e5363c83f88e96af15a9MD51open access1884/271032024-05-16 15:57:09.449open accessoai:acervodigital.ufpr.br:1884/27103Repositório de PublicaçõesPUBhttp://acervodigital.ufpr.br/oai/requestopendoar:3082024-05-16T18:57:09Repositório Institucional da UFPR - Universidade Federal do Paraná (UFPR)false
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