Métodos heurísticos para problemas de nesting com reaproveitamento de placas

• Processo: 24/02631-2
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado
• Data de Início da vigência: 01 de julho de 2024
• Situação: Interrompido
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia de Produção - Pesquisa Operacional
• Pesquisador responsável: Marina Andretta
• Beneficiário: Walison Adrian de Oliveira
• Instituição Sede: Instituto de Ciências Matemáticas e de Computação (ICMC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 22/05803-3 - Problemas de corte, empacotamento, dimensionamento de lotes, programação da produção, roteamento e localização e suas integrações em contextos industriais e logísticos, AP.TEM
• Bolsa(s) vinculada(s): 24/18303-4 - Métodos de solução para o problema de corte de pedras ornamentais com reaproveitamento de sobras, BE.EP.MS
• Assunto(s): Métodos heurísticos Modelos matemáticos Problemas de corte e empacotamento
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Métodos Heurísticos | modelagem matematica | Problema de corte de itens irregulares em placas | Problema de nesting | Reaproveitamento de placas | Problemas de Corte e Empacotamento

Resumo

Problemas de corte de itens irregulares (ou problemas de nesting), são problemas que visam determinar um arranjo ótimo de objetos irregulares menores (itens) dentro de objetos maiores (placas), a fim de atender a uma demanda. Estamos interessados, particularmente, no problema de corte de itens irregulares com reaproveitamento de placas, no qual temos diversas placas retangulares e irregulares (provenientes de cortes anteriores), cada uma com tamanhos fixos, e queremos alocar todos os itens nessas placas, sem sobreposições, de forma a minimizar o desperdício de placas. Este problema pode ser encontrado em diversas indústrias, como madeireiras, siderúrgicas ou têxteis, que cortam itens irregulares de placas retangulares a pedido de clientes. Em alguns casos, os itens podem ser rotacionados livremente (indústria siderúrgica), em outros, não são permitidas rotações (indústria têxtil). Como, geralmente, depois do corte em uma placa nova, pode sobrar muito material, a ideia é que este seja reaproveitado em cortes futuros. Ou seja, quando vamos decidir em que placas fazer o corte de itens de um pedido, podemos usar tanto placas novas como placas que sobraram de cortes anteriores. O objetivo deste projeto é desenvolver um método heurístico para resolver este problema. Iremos modelá-lo matematicamente, como um problema de otimização inteira mista (não-linear, no caso de rotações livres), definindo uma função objetivo e restrições adequadas ao problema. Por sabermos que se trata de um problema NP-difícil, iremos resolvê-lo através de um método heurístico, que será implementado e testado. Serão usadas instâncias da literatura (adaptadas, se necessário) e, na medida do possível, os resultados serão comparados com os presentes na literatura.