corte en la industria del cartón nido de abeja

Los procesos de corte desempeñan un papel fundamental en la industria del cartón y del embalaje, donde grandes planchas o bobinas de material deben transformarse en piezas más pequeñas que se ajusten a las diversas especificaciones de los clientes. El diseño de los patrones de corte y las decisiones asociadas a este proceso tienen un impacto directo en la eficiencia productiva, el aprovechamiento del material y los costes operativos. Unos patrones de corte bien diseñados permiten maximizar el uso del material disponible, reduciendo de forma significativa el desperdicio, al tiempo que mejoran el rendimiento de la producción y la sostenibilidad del proceso. En un contexto marcado por el aumento del coste de las materias primas y la creciente preocupación medioambiental, la optimización de las decisiones de corte se ha convertido en un factor clave para mejorar la competitividad y avanzar hacia procesos productivos más eficientes y responsables.

En (Terán-Viadero et al., 2023) se presenta un modelo de optimización matemática para un problema novedoso dentro de la literatura de cutting stock, denominado two-dimensional variable-sized cutting stock problem. A diferencia de los enfoques clásicos, este problema permite decidir sobre la produción de planchas de stock con dimensiones variables, tanto en largo como en ancho, sobre las que posteriormente se definen los patrones de corte necesarios para atender los pedidos de los clientes. El modelo se centra en la selección de patrones de corte que satisfacen la demanda evitando el uso de variables explícitas de asignación, habituales en la literatura, ya que dicha información se incorpora directamente mediante parámetros del modelo. Esta elección de modelado permite reducir de forma significativa los tiempos de cómputo y mejorar la escalabilidad. Para mantener la viabilidad computacional del problema, la formulación considera patrones de corte que contienen, como máximo, dos piezas, logrando un equilibrio adecuado entre complejidad del modelo y calidad de las soluciones. El enfoque propuesto se valida utilizando conjuntos de datos reales publicados en (Terán-Viadero et al., 2023).

Como continuación de este trabajo, en (Terán-Viadero et al., 2024) se presenta una formulación extendida que generaliza el problema al permitir patrones de corte con cualquier número de piezas, siempre que estos sean geométricamente factibles. Esta extensión amplía el ámbito de aplicación del modelo y permite una representación más completa y realista de los procesos de corte utilizados en la industria del cartón. El modelo generalizado se ha validado mediante nuevos conjuntos de datos, publicados en (Terán-Viadero et al., 2024), lo que demuestra su robustez y su idoneidad para abordar escenarios industriales de mayor complejidad.

Referencias

2024

EJOR

Mathematical optimisation in the honeycomb cardboard industry: A model for the two-dimensional variable-sized cutting stock problem

Paula Terán-Viadero, Antonio Alonso-Ayuso, F. Javier Martín-Campo

European Journal of Operational Research, Nov 2024

DOI Bib

@article{TeranViadero2024,
  title = {Mathematical optimisation in the honeycomb cardboard industry: A model for the two-dimensional variable-sized cutting stock problem},
  volume = {319},
  issn = {0377-2217},
  url = {http://dx.doi.org/10.1016/j.ejor.2024.06.022},
  doi = {10.1016/j.ejor.2024.06.022},
  number = {1},
  journal = {European Journal of Operational Research},
  publisher = {Elsevier BV},
  author = {Terán-Viadero, Paula and Alonso-Ayuso, Antonio and Martín-Campo, F. Javier},
  year = {2024},
  month = nov,
  pages = {303–315},
  dimensions = {true}
}

Zenodo

Dataset used in article "Mathematical optimisation in the honeycomb cardboard industry: A model for the two-dimensional variable-sized cutting stock problem"

Paula Terán-Viadero, Antonio Alonso-Ayuso, F. Javier Martín-Campo

Nov 2024

DOI Bib

@misc{TeranViaderoDS2024,
  doi = {10.5281/ZENODO.10555353},
  url = {https://zenodo.org/doi/10.5281/zenodo.10555353},
  author = {Terán-Viadero, Paula and Alonso-Ayuso, Antonio and Martín-Campo, F. Javier},
  title = {Dataset used in article "Mathematical optimisation in the honeycomb cardboard industry: A model for the two-dimensional variable-sized cutting stock problem"},
  publisher = {Zenodo},
  year = {2024},
  copyright = {Creative Commons Attribution 4.0 International}
}

2023

IJPR

A 2-dimensional guillotine cutting stock problem with variable-sized stock for the honeycomb cardboard industry

Paula Terán-Viadero, Antonio Alonso-Ayuso, F. Javier Martín-Campo

International Journal of Production Research, Nov 2023

DOI Bib

@article{TeranViadero2023,
  title = {A 2-dimensional guillotine cutting stock problem with variable-sized stock for the honeycomb cardboard industry},
  volume = {62},
  issn = {1366-588X},
  url = {http://dx.doi.org/10.1080/00207543.2023.2279129},
  doi = {10.1080/00207543.2023.2279129},
  number = {1–2},
  journal = {International Journal of Production Research},
  publisher = {Informa UK Limited},
  author = {Terán-Viadero, Paula and Alonso-Ayuso, Antonio and Martín-Campo, F. Javier},
  year = {2023},
  month = nov,
  pages = {483–500},
  dimensions = {true}
}

Zenodo

Dataset used in article "A 2-dimensional guillotine cutting stock problem with variable-sized stock for the honeycomb cardboard industry"

Paula Terán-Viadero, Antonio Alonso-Ayuso, F. Javier Martín-Campo

Nov 2023

DOI Bib

@misc{TeranViaderoDS2023,
  doi = {10.5281/ZENODO.8033003},
  url = {https://zenodo.org/doi/10.5281/zenodo.8033003},
  author = {Terán-Viadero, Paula and Alonso-Ayuso, Antonio and Martín-Campo, F. Javier},
  title = {Dataset used in article "A 2-dimensional guillotine cutting stock problem with variable-sized stock for the honeycomb cardboard industry"},
  publisher = {Zenodo},
  year = {2023},
  copyright = {Creative Commons Attribution 4.0 International}
}