Resolução de problemas de empacotamento de itens irregulares usando técnicas de programação não-linear

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Polo, Jeinny Maria Peralta
Data de Publicação: 2018
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
Texto Completo: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/55/55134/tde-17102018-084307/
Resumo: Os problemas de empacotamento de itens irregulares são problemas de corte e empacotamento, nos quais peças irregulares de menor tamanho (que chamamos de itens) devem ser empacotados inteiramente em uma peça grande (que chamamos de placa), obedecendo a restrições de nãosobreposição e minimizando as dimensões da placa. Para garantir a não-sobreposição, fazemos uso de retas separadoras, quer dizer, retas que separam um item de outro. Apresentamos modelos de programação não-linear para problemas de empacotamentos de itens regulares e irregulares que rotacionam livremente. Os itens podem ser círculos, polígonos convexos e não-convexos. A principal vantagem dos modelos é a simplicidade, já que estes utilizam somente conceitos básicos de geometria. Usamos o algoritmo de programação não-linear IPOPT (um algoritmo de tipo de pontos interiores), que faz parte da COIN-OR, para a resolução dos problemas. Testes computacionais foram executados usando instâncias conhecidas da literatura e os resultados foram comparados com resultados apresentados na literatura, obtidos com outras metodologias que também usam rotações livre, mostrando que nossos modelos são competitivos. Propomos também o uso de parábolas separadoras para a verificação de não-sobreposição na modelagem do problema, o que pode trazer ganhos computacionais e melhor qualidade de soluções.
id USP_da12afc69716065b342a46518876d843
oai_identifier_str oai:teses.usp.br:tde-17102018-084307
network_acronym_str USP
network_name_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
repository_id_str 2721
spelling Resolução de problemas de empacotamento de itens irregulares usando técnicas de programação não-linearSolving irregular packing problems using non-linear programming techniquesFree rotationIrregular packing problemsNon-linear programmingProblemas de empacotamento de itens irregularesProgramação não-linearRetas separadorasRotação livreSeparation linesOs problemas de empacotamento de itens irregulares são problemas de corte e empacotamento, nos quais peças irregulares de menor tamanho (que chamamos de itens) devem ser empacotados inteiramente em uma peça grande (que chamamos de placa), obedecendo a restrições de nãosobreposição e minimizando as dimensões da placa. Para garantir a não-sobreposição, fazemos uso de retas separadoras, quer dizer, retas que separam um item de outro. Apresentamos modelos de programação não-linear para problemas de empacotamentos de itens regulares e irregulares que rotacionam livremente. Os itens podem ser círculos, polígonos convexos e não-convexos. A principal vantagem dos modelos é a simplicidade, já que estes utilizam somente conceitos básicos de geometria. Usamos o algoritmo de programação não-linear IPOPT (um algoritmo de tipo de pontos interiores), que faz parte da COIN-OR, para a resolução dos problemas. Testes computacionais foram executados usando instâncias conhecidas da literatura e os resultados foram comparados com resultados apresentados na literatura, obtidos com outras metodologias que também usam rotações livre, mostrando que nossos modelos são competitivos. Propomos também o uso de parábolas separadoras para a verificação de não-sobreposição na modelagem do problema, o que pode trazer ganhos computacionais e melhor qualidade de soluções.The irregular packing problems are cutting and packing problems, in which smaller irregular pieces (which we call items) should be packaged entirely in one large piece (which we call a plate), obeying non-overlapping constraints and minimizing the dimensions of the plate. To ensure non-overlapping, we make use of separation lines, that is, lines that separate one item from another. We present nonlinear programming models for problems of packing regular and irregular items that rotate freely. The items can be circles, convex and nonconvex polygons. The main advantage of the models is their simplicity, because they use only basic geometry concepts. We use the nonlinear programming algorithm IPOPT (an algorithm of interior points type), which is part of COIN-OR, to solve the problems. Computational tests were performed using known instances of the literature and the results were compared with results presented in the literature, obtained with other methodologies that also use free rotations, showing that our models are competitive. We also propose the use of separating parabola to avoid items overlaping in the models, which could provide greater computational eficiency as well as solutions with better quality.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPAndretta, MarinaOliveira, José Fernando da CostaPolo, Jeinny Maria Peralta2018-05-11info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttp://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/55/55134/tde-17102018-084307/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2018-11-01T16:25:01Zoai:teses.usp.br:tde-17102018-084307Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212018-11-01T16:25:01Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false
dc.title.none.fl_str_mv Resolução de problemas de empacotamento de itens irregulares usando técnicas de programação não-linear
Solving irregular packing problems using non-linear programming techniques
title Resolução de problemas de empacotamento de itens irregulares usando técnicas de programação não-linear
spellingShingle Resolução de problemas de empacotamento de itens irregulares usando técnicas de programação não-linear
Polo, Jeinny Maria Peralta
Free rotation
Irregular packing problems
Non-linear programming
Problemas de empacotamento de itens irregulares
Programação não-linear
Retas separadoras
Rotação livre
Separation lines
title_short Resolução de problemas de empacotamento de itens irregulares usando técnicas de programação não-linear
title_full Resolução de problemas de empacotamento de itens irregulares usando técnicas de programação não-linear
title_fullStr Resolução de problemas de empacotamento de itens irregulares usando técnicas de programação não-linear
title_full_unstemmed Resolução de problemas de empacotamento de itens irregulares usando técnicas de programação não-linear
title_sort Resolução de problemas de empacotamento de itens irregulares usando técnicas de programação não-linear
author Polo, Jeinny Maria Peralta
author_facet Polo, Jeinny Maria Peralta
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Andretta, Marina
Oliveira, José Fernando da Costa
dc.contributor.author.fl_str_mv Polo, Jeinny Maria Peralta
dc.subject.por.fl_str_mv Free rotation
Irregular packing problems
Non-linear programming
Problemas de empacotamento de itens irregulares
Programação não-linear
Retas separadoras
Rotação livre
Separation lines
topic Free rotation
Irregular packing problems
Non-linear programming
Problemas de empacotamento de itens irregulares
Programação não-linear
Retas separadoras
Rotação livre
Separation lines
description Os problemas de empacotamento de itens irregulares são problemas de corte e empacotamento, nos quais peças irregulares de menor tamanho (que chamamos de itens) devem ser empacotados inteiramente em uma peça grande (que chamamos de placa), obedecendo a restrições de nãosobreposição e minimizando as dimensões da placa. Para garantir a não-sobreposição, fazemos uso de retas separadoras, quer dizer, retas que separam um item de outro. Apresentamos modelos de programação não-linear para problemas de empacotamentos de itens regulares e irregulares que rotacionam livremente. Os itens podem ser círculos, polígonos convexos e não-convexos. A principal vantagem dos modelos é a simplicidade, já que estes utilizam somente conceitos básicos de geometria. Usamos o algoritmo de programação não-linear IPOPT (um algoritmo de tipo de pontos interiores), que faz parte da COIN-OR, para a resolução dos problemas. Testes computacionais foram executados usando instâncias conhecidas da literatura e os resultados foram comparados com resultados apresentados na literatura, obtidos com outras metodologias que também usam rotações livre, mostrando que nossos modelos são competitivos. Propomos também o uso de parábolas separadoras para a verificação de não-sobreposição na modelagem do problema, o que pode trazer ganhos computacionais e melhor qualidade de soluções.
publishDate 2018
dc.date.none.fl_str_mv 2018-05-11
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
format doctoralThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/55/55134/tde-17102018-084307/
url http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/55/55134/tde-17102018-084307/
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.relation.none.fl_str_mv
dc.rights.driver.fl_str_mv Liberar o conteúdo para acesso público.
info:eu-repo/semantics/openAccess
rights_invalid_str_mv Liberar o conteúdo para acesso público.
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.coverage.none.fl_str_mv
dc.publisher.none.fl_str_mv Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
publisher.none.fl_str_mv Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
dc.source.none.fl_str_mv
reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
instname:Universidade de São Paulo (USP)
instacron:USP
instname_str Universidade de São Paulo (USP)
instacron_str USP
institution USP
reponame_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
collection Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
repository.name.fl_str_mv Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)
repository.mail.fl_str_mv virginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.br
_version_ 1809090812808527872

Registros relacionados