A two-dimensional strip cutting problem with sequencing constraint

We study a strip cutting problem that arises in the production of corrugated cardboard. In this context, rectangular items of different sizes are obtained by machines, called corrugators, that cut strips of large dimensions according to particular schemes containing at most two types of items. Because of buffer restrictions, these schemes have to be sequenced in such a way that, at any moment, at most two types of items are in production and not completed yet (sequencing constraint). We show that the problem of finding a set of schemes of minimum trim loss that satisfies an assigned demand for each item size is strongly NP-hard, even if the sequencing constraint is relaxed. Then, we present two heuristics for the problem with the sequencing constraint, both based on a graph characterization of the feasible solutions. The first heuristic is a two-phase procedure based on a mixed integer linear programming model. The second heuristic follows a completely combinatorial approach and consists of solving a suitable sequence of minimum cost matching problems. For both procedures, an upper bound on the number of schemes (setups) is found. Finally, a computational study comparing the quality of the heuristic solutions with respect to an LP lower bound is reported

Métodos y Algoritmos para resolver problemas de Corte unidimensional en entronos realistas. Aplicación a una empresa del sector Siderúrgico

La presente tesis doctoral aborda el análisis y modelización de los problemas de programación en el corte de perfiles estructurales de acero, así como la propuesta de diferentes metodologías y algoritmos basados en técnicas heurísticas que permiten resolverlos de manera óptima. En concreto se profundiza en los siguientes temas: - Se estudia la problemática concreta en el corte de vigas estructurales en una empresa de transformados metalúrgicos. Dicho estudio motiva y justifica todo el trabajo posterior, a la vez que proporciona un contexto concreto en el que aplicar de forma práctica los resultados obtenidos con los algoritmos desarrollados. - Se modeliza matemáticamente el Problema del Corte de vigas a partir de perfiles estructurales. - Se presenta una metodología que resuelve de manera eficiente, mediante el uso de patrones, el Problema del Corte para satisfacer la demanda de vigas en un periodo concreto. A tal efecto se desarrolla: un primer algoritmo genético que genera patrones de corte idóneos (fase 1); un segundo algoritmo genético que determina las frecuencias de uso de cada patrón para minimizar tanto el desperdicio como la sobreproducción (fase 2); y cuatro algoritmos adicionales que mejoran la solución obtenida en la fase anterior (fase 3). - A fin de evaluar la metodología propuesta, se desarrolla un generador de problemas que a partir de unos parámetros de instancia obtiene distintos problemas de test. - Se propone otro algoritmo genético para resolver el Problema multiobjetivo de Secuenciación de Patrones optimizando dos objetivos: minimizar las necesidades de espacio para el apilamiento de pedidos en curso y minimizar la extensión temporal requerida para procesar los pedidos. - Finalmente se propone una metodología para la resolución del Problema Global de Corte y Secuenciación.Gracia Calandin, CP. (2010). Métodos y Algoritmos para resolver problemas de Corte unidimensional en entronos realistas. Aplicación a una empresa del sector Siderúrgico [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/7530Palanci