cutting stock problem (CSP)

cutting stock problem (CSP)

de Juan Machin -
Número de respuestas: 2

Hola, 

Voy a describir un problema que tiene solución utilizando investigación operativa. La razón de compartir es porque trabajo en una empresa donde uno de los productos es un software para este problema. 

El problema consiste en cortar un rollo grande en rollos más pequeños requeridos por un cliente. Por ejemplo, de papel o metal. 

El objetivo puede ser minimizar el desperdicio, siendo el mismo la cantidad de material que no se envía al cliente, o minimizar la cantidad de rollos grandes utlizados para satisfacer la demanda. Si bien se podría pensar que son objetivos similares, pueden llevar a distintas soluciones. 

Con respectos a las restricciones, además de tener que satisfacer la demanda del cliente de cada dimensión solicitada, pueden haber muchas más, dependiendo de la complejidad del proceso productivo del cliente. Algunas de ellas pueden ser:

  • dimensiones de salida de las cortadoras
  • dimensiones aceptadas de entrada de las cortadoras
  • pedidos que no pueden ser cortados en un mismo rollo grande
  • pedidos que no pueden ser cortados en los bordes del rollo grande
  • cantidad máxima de rollos pequeños de distinto tamaño que pueden ser cortadas de un rollo grande
  • cantidad máxima de rollos pequeños de igual tamaño que pueden ser cortadas de un rollo grande
  • cantidad mínima de rollos pequeños que deben ser cortados de un rollo grande
  • el rollo grande tiene problemas de calidad y hay partes del mismo que no pueden ser utilizadas

Por último, el cliente también podría solicitar hojas de distintas dimensiones. Esto implica un proceso de cortar los rollos pequeños, cortados del rollo grande, en hojas. Por lo tanto, se suma la complejidad de considerar las dimensiones de las cortadoras de hojas. 


En respuesta a Juan Machin

Re: cutting stock problem (CSP)

de Mauro Martinez Vizoso -
Este problema me parece super interesante y de hecho me topé con él en el curso "Técnicas de Descomposición en Programación Matemática" (altamente recomendable), donde vimos que se puede resolver con el método de Generación de Columnas.

Por otro lado, me tocó trabajar en una planta de cartón corrugado, bajo otro rol, pero siempre me preguntaba cómo resolvían la programación de los pedidos, sobre todo porque aquejaban tener muchos atrasos. Entiendo que este sería otro ejemplo práctico que está estrechamente vinculado al problema que has planteado.
En respuesta a Juan Machin

Re: cutting stock problem (CSP)

de Omar Viera -
Como comenta Mauro, es un problema interesante y siempre actual dado el sector forestal acá y en otros lados (dejando de lado los problemas ambientales etc.). Y el nombre del curso que nombra Mauro es totalmente aplicable a las técnicas de resolución de este problema. .Normalmente se resuelve con técnicas de descomposición. Una es la Generación de Columnas como se nombra. Quizás el método más conocida es la Descomposición de Dantzig-Wolfe.
Con esta técnica el problema se descompone en un Master Problem y en otro, a veces denominado el hijo.
Asociado a esto están los temas de transporte de la madera y su procesamiento y posterior transporte final. Toda esa logística se resuelve con el Problema de Ruteo de Vehículos.

Saludos,
/Omar.