Problemas de corte e empacotamento de itens irregulares são problemas que visam determinar um leiaute ótimo de objetos pequenos dentro de objetos maiores, a fim de atender a uma demanda. Estes problemas têm grande importância prática, já que surgem em vários tipos de indústria (como a têxtil, a de móveis e a de calçados). O problema estudado neste trabalho é o problema de corte de itens irregulares em recipientes. Os recipientes são delimitados e o objetivo é encontrar um leiaute dos objetos menores, sem sobreposição, dentro dos objetos maiores utilizando a menor quantidade de recipientes. Propomos um novo método de resolução para o problema. Nosso método é um algoritmo que gerencia um conjunto de heurísticas, de baixo nível, específicas para a resolução do problema com recipientes retangulares e irregulares. Recipientes irregulares são polígonos convexos e não convexos, que podem ser furados. As heurísticas desenvolvidas utilizam uma malha de pontos sobre a técnica de no-fit polygon para evitar a sobreposição dos itens e encontrar posições viáveis no recipiente retangular ou irregular. Os experimentos computacionais foram feitos para um grande conjunto de instâncias, de recipientes retangulares e irregulares. Os resultados demonstram a competitividade do método, que obtêm resultados bons e algumas soluções ótimas, em um tempo computacional aceitável. / Cutting and packing of irregular items are problems that aim to determine the optimum layout of small objects within larger objects (that we call bins), in order to meet a demand. These problems have great practical importance, since they emerge in various types of industry (such as textile, furniture and shoemaking). The problem studied in this work is the irregular bin packing problem. The bins are enclosed and the goal is to find a layout of items, without overlap, within the bins by using the minimum quantity of them. We propose a new method of resolution to this problem. Our method is an algorithm that manages a set of low-level heuristics, specific to solve the problem with rectangular bins and irregular bins. Irregular bins are convex and non-convex polygons, which may contain holes. The developed heuristics uses a mesh of points and the technique of no-fit polygon to avoid the overlapping of items and find feasible positions in rectangular or irregular bins. The computational experiments were performed for a large set of instances, using both rectangular and irregular bins. The results demonstrate the competitiveness of the method, which can get good results and some optimal solutions within an acceptable computational time.

Problemas de corte e empacotamento de itens irregulares são problemas que visam determinar um leiaute ótimo de objetos pequenos dentro de objetos maiores, a fim de atender a uma demanda. Estes problemas têm grande importância prática, já que surgem em vários tipos de indústria (como a têxtil, a de móveis e a de calçados). O problema estudado neste trabalho é o problema de corte de itens irregulares em recipientes. Os recipientes são delimitados e o objetivo é encontrar um leiaute dos objetos menores, sem sobreposição, dentro dos objetos maiores utilizando a menor quantidade de recipientes. Propomos um novo método de resolução para o problema. Nosso método é um algoritmo que gerencia um conjunto de heurísticas, de baixo nível, específicas para a resolução do problema com recipientes retangulares e irregulares. Recipientes irregulares são polígonos convexos e não convexos, que podem ser furados. As heurísticas desenvolvidas utilizam uma malha de pontos sobre a técnica de no-fit polygon para evitar a sobreposição dos itens e encontrar posições viáveis no recipiente retangular ou irregular. Os experimentos computacionais foram feitos para um grande conjunto de instâncias, de recipientes retangulares e irregulares. Os resultados demonstram a competitividade do método, que obtêm resultados bons e algumas soluções ótimas, em um tempo computacional aceitável. / Cutting and packing of irregular items are problems that aim to determine the optimum layout of small objects within larger objects (that we call bins), in order to meet a demand. These problems have great practical importance, since they emerge in various types of industry (such as textile, furniture and shoemaking). The problem studied in this work is the irregular bin packing problem. The bins are enclosed and the goal is to find a layout of items, without overlap, within the bins by using the minimum quantity of them. We propose a new method of resolution to this problem. Our method is an algorithm that manages a set of low-level heuristics, specific to solve the problem with rectangular bins and irregular bins. Irregular bins are convex and non-convex polygons, which may contain holes. The developed heuristics uses a mesh of points and the technique of no-fit polygon to avoid the overlapping of items and find feasible positions in rectangular or irregular bins. The computational experiments were performed for a large set of instances, using both rectangular and irregular bins. The results demonstrate the competitiveness of the method, which can get good results and some optimal solutions within an acceptable computational time.

Este trabalho trata da proposta de um processo de otimização para o problema do posicionamento rotacional e translacional de formas irregulares em recipientes de dimensões fixas baseado em heurísticas probabilísticas sem o uso de penalização externa. Para tanto, é empregado o polígono de obstrução, acoplado a uma heurística baseada no Recozimento Simulado. O comportamento discreto da função custo em problemas com recipientes de dimensões limitadas foi mitigado através de uma heurística de \"desempate\", que busca diferenciar soluções com valores idênticos através de uma estimativa de quão próxima está uma determinada solução de conseguir encaixar uma forma não-encaixada em seu leiaute. A comparação de resultados deste trabalho com resultados publicados na literatura comprova a validade da abordagem aqui adotada. / This work deals with the proposal of an optimization process for the packing problem with free translations and rotations of irregular shapes on containers with limited dimensions based on probabilistic heuristics without use of extern penalty techniques. For such, the no-fit polygon is used, coupled with an heuristic based on Simulated Annealing. The discrete behavior of the objective function in problems with limited containers is mitigated by a \"tie breaker\" heuristic that sorts solutions with identical values by estimating how close a given solution is of fitting an unplaced shape on its layout. The comparison of these work\'s results with results published on the literature validates the approach here adopted.

Este trabalho trata da proposta de um processo de otimização para o problema do posicionamento rotacional e translacional de formas irregulares em recipientes de dimensões fixas baseado em heurísticas probabilísticas sem o uso de penalização externa. Para tanto, é empregado o polígono de obstrução, acoplado a uma heurística baseada no Recozimento Simulado. O comportamento discreto da função custo em problemas com recipientes de dimensões limitadas foi mitigado através de uma heurística de \"desempate\", que busca diferenciar soluções com valores idênticos através de uma estimativa de quão próxima está uma determinada solução de conseguir encaixar uma forma não-encaixada em seu leiaute. A comparação de resultados deste trabalho com resultados publicados na literatura comprova a validade da abordagem aqui adotada. / This work deals with the proposal of an optimization process for the packing problem with free translations and rotations of irregular shapes on containers with limited dimensions based on probabilistic heuristics without use of extern penalty techniques. For such, the no-fit polygon is used, coupled with an heuristic based on Simulated Annealing. The discrete behavior of the objective function in problems with limited containers is mitigated by a \"tie breaker\" heuristic that sorts solutions with identical values by estimating how close a given solution is of fitting an unplaced shape on its layout. The comparison of these work\'s results with results published on the literature validates the approach here adopted.

Tato práce si klade za cíl obeznámit čtenáře s 2D CNC obráběním a rozličnými metodami popisu a manipulace s dvojrozměrnými objekty. Poté je představen tzv. Nesting problém a jsou popsány různé metody přístupu k jeho vyřešení. Praktická část pokrývá implementaci vlastního nesting softwaru, jenž je schopný efektivně rozmístit nepravidelné tvary do nepravidelné ohraničené plochy. Na závěr je provedeno zhodnocení řečeného softwaru a také je zmíněno jeho možné využití v praxi.