Estudo sobre o efeito da utilização de padrões tabuleiros na produtividade do equipamento de cortes

• Ano de defesa: 2001
• Autor(a) principal: Daniel Massaru Katsurayama
• Orientador(a): Horácio Hideki Yanasse
• Banca de defesa: Nei Yoshihiro Soma, Cintia Rigão Scrich, Reinaldo Morabito Neto
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação do INPE em Computação Aplicada
• País: BR
• Resumo em Inglês: Checkerboard patterns, also known as 1-group patterns, belong to a special class of 2-stage guillotine patterns that do not need recuts. They can be produced turning the saw in 90 degrees, after the first stage cuts. The strips obtained in the first stage are all cut together in the second stage. Such patterns demand less machine time, and are of particular interest in high demand settings. An eventual increase in loss of material is compensated by the higher productivity of the machine. A nonlinear formulation of the checkerboard pattern generation problem was presented previously in the literature. Also, heuristics for determining such patterns were suggested. We present here an exact method to determine such patterns, based on an enumerative algorithm for determining the K-best solutions of the unidimensional knapsack problem. The use of this algorithm allow us to consider additional constraints, to the basic knapsack problem, without much effort. This feature is of particular interest in cutting environments where, generally, the patterns must obey additional constraints, such as, limited number of different itens that a cutting machine may handle, material handling constraints, etc. In this work, we focus on some computational aspects of the implementation of this algorithm and the feasibility of its practical use. We also developed a cost function which can be used in the model of Gilmore and Gomory (1963, 1965), that takes into account the cost associated with the waste of material and the board cutting time. Morabito and Arenales (2000)suggested the use of a simple function with the addition of a fixed cost in the case of non-checkerboard patterns. Computational tests were performed to compare the results obtained using Morabito and Arenales fixed cost function and the new proposed function.
• Link de acesso: http://urlib.net/dpi.inpe.br/lise/2003/01.16.09.05

Padrões tabuleiro, também conhecidos como padrões 1-grupo, pertencem a uma classe especial de padrões 2-estágios guilhotinados que não necessitam de recortes. Eles podem ser produzidos girando-se a serra de 90 graus, após os cortes do primeiro estágio. As faixas obtidas no primeiro estágio são cortadas todas juntas no segundo estágio. Tais padrões demandam menos tempo de máquina e são de particular interesse em ambientes de grande demanda. Um aumento eventual de perda de material é compensado pelo ganho em produtividade da máquina. Uma formulação não linear para o problema de geração de padrões tabuleiros foi apresentada anteriormente na literatura. Também heurísticas para obtenção de tais padrões foram sugeridas. Apresenta-se aqui um método exato para se encontrar padrões tabuleiros que é baseado em um algoritmo enumerativo para obtenção das K-melhores soluções para o problema da mochila unidimensional. O uso deste algoritmo permite considerar restrições adicionais ao problema básico da mochila sem grande esforço computacional, uma faceta de particular interesse em ambientes de corte onde geralmente, os padrões de corte precisam obedecer a restrições adicionais como número limitado de itens que a máquina de corte pode manipular, restrição de manipulações de materiais, etc. Neste trabalho serão discutidos aspectos computacionais para a implementação deste algoritmo e a viabilidade de sua aplicação prática. Também foi desenvolvida uma função custo que pode ser utilizada no modelo de Gilmore e Gomory (1963, 1965), e que leva em consideração o custo associado à perda de material e ao tempo de corte da chapa. Morabito e Arenales (2000)sugeriram a utilização de uma função simples com a adição de um custo fixo no caso de padrões não tabuleiros. Testes computacionais foram realizados para comparar os resultados obtidos utilizando-se a função de custo fixo de Morabito e Arenales e a nova função proposta.