THE MINIMIZATION OF OPEN STACKS PROBLEM

ABSTRACT The Minimization of Open Stacks Problem is a pattern sequencing problem that is based on the premise that the different items obtained from cutting patterns are piled in stacks in the work area until all items of the same size have been cut. Due to space limitations, it is gainful to find a sequence for the patterns that minimizes the number of open stacks. We have developed an integer programming model based on interval graphs that searches for an appropriate edge completion of the given graph of the problem, while defining a suitable coloring of its vertices

A PageRank-based heuristic for the minimization of open stacks problem.

The minimization of open stacks problem (MOSP) aims to determine the ideal production sequence to optimize the occupation of physical space in manufacturing settings. Most of current methods for solving the MOSP were not designed to work with large instances, precluding their use in specific cases of similar modeling problems. We therefore propose a PageRank-based heuristic to solve large instances modeled in graphs. In computational experiments, both data from the literature and new datasets up to 25 times fold larger in input size than current datasets, totaling 1330 instances, were analyzed to compare the proposed heuristic with state-of-the-art methods. The results showed the competitiveness of the proposed heuristic in terms of quality, as it found optimal solutions in several cases, and in terms of shorter run times compared with the fastest available method. Furthermore, based on specific graph densities, we found that the difference in the value of solutions between methods was small, thus justifying the use of the fastest method. The proposed heuristic is scalable and is more affected by graph density than by size

Ant colony optimization for the ordered cutting stock problem

Orientadores: Antonio Carlos Moretti, Luis Leduino de Salles NetoDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matematica, Estatistica e Computação CientificaResumo: O problema de corte de estoque ordenado, um problema relativamente novo na literatura, e uma adaptação do problema de corte de estoque tradicional onde algumas restrições quanto a limitação do numero de ordens de produção em processamento são adicionadas. Esta dissertação tem como objetivo estudar uma nova abordagem deste problema utilizando uma aplicação da metaheurística colônia de formigas. Esta metaheurística utiliza os princípios de auto-organização de uma população de formigas visando a resolução de problemas de otimização combinatorialAbstract: The Ordered Cutting Stock Problem (OCSP), a relatively recent problem in technical literarture, is a variant of the more well-known Cutting Stock Problem (CSP). This variant includes some new constraints in the mathematical formulation, regarding the number of production orders being processed simultaneously. This work studies a new approach to solve the OCSP, applying the Ant Colony Optimization (ACO) metaheurisitic. This metaheuristic is based in the self-organizing principles that govern ant population's behaviour, solving combinatorial optimization problemsMestradoPesquisa OperacionalMestre em Matemática Aplicad

Novas formulações de fluxo para problemas de otimização combinatória

Neste trabalho aborda-se o Problema de Minimização de Trocas de Ferramentas (PMTF) e o Problema do Caixeiro Viajante Multiproduto com Prioridades (PCVMP). O PMTF consiste em determinar um sequenciamento de tarefas, de tal modo que a quantidade de trocas de ferramentas entre as tarefas seja a menor possível. Cada tarefa requer um conjunto de ferramentas distinto, e supõe-se que cada um destes conjuntos não contenha mais ferramentas do que suporta a máquina. Já o PCVMP consiste em determinar uma rota de entrega de mercadorias considerando ao mesmo tempo, o cliente e o vendedor, ou seja, minimizando os custos totais do vendedor e maximizando as preferências dos clientes. Neste estudo tem-se como objetivo modelar, baseado em fluxo multicommodity, os problemas citados. Modelos matemáticos de otimização foram propostos assim como alguns resultados teóricos foram desenvolvidos. No caso do PMTF, o melhor modelo proposto foi comparado com os modelos existentes na literatura, mostrando um melhor desempenho tanto em quantidade de instâncias resolvidas na otimalidade, quanto no valor da relaxação linear e no tempo de execução. Mostrou-se que o valor da relaxação linear nos modelos propostos corresponde a diferença entre a quantidade de ferramentas e a capacidade da máquina. Algumas matheurísticas baseadas em busca por proximidade e um método exato enumerativo considerando eliminação de simetria foram propostos e comparados com os resultados da literatura. Já no caso do PCVMP, o modelo proposto se mostrou eficiente em resolver instâncias de pequeno e médio porte. Duas metaheurísticas, BRKGA e BRKGA adaptativo, ambas com busca local, também foram propostas para o PCVMP, apresentando bons resultados.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES

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