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Tipo: TCC
Título: Software para otimização do corte de materiais na indústria em geral.
Autor(es): Vasconcelos, Gabriel Santos
Orientador: Marcondes, Francisco
Palavras-chave em português: Otimização de corte;Problema de corte de estoque;Algoritmos heurísticos;Corte linear;Corte bidimensional
Palavras-chave em inglês: Cutting optimization;Cutting stock problem;Heuristic algorithms;Linear cutting;Two-dimensional cutting
CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA
Data do documento: 2026
Citação: VASCONCELOS, Gabriel Santos. Software para otimização do corte de materiais na indústria em geral. 2026. 52 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Metalúrgica) – Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2026.
Resumo: Este trabalho apresentou o desenvolvimento de um sistema de otimização de corte de materiais, uma ferramenta computacional de corte de materiais industriais que possui algoritmos para corte linear (1D) e corte em área (2D) juntamente com uma interface gráfica com configuração flexível de restrições de fácil entendimento. O problema de otimização de corte de materiais é fundamental na indústria, impactando diretamente os custos de produção e a sustentabilidade ambiental através da geração de resíduos. O objetivo geral desse trabalho foi desenvolver um sistema completo de otimização de corte que suportasse ambos os tipos de corte. A metodologia adotada envolveu a implementação de algoritmos de busca exaustiva com heurísticas para contornar limitações computacionais, utilizando programação dinâmica e geração iterativa de combinações para corte linear (1D), e o algoritmo bottom-left modificado com suporte a rotação automática para corte bidimensional (2D). O sistema foi desenvolvido em Python com interface gráfica fazendo uso da biblioteca padrão do python, Tkinter, incorporando funcionalidades de configuração, visualização gráfica dos resultados obtidos e exportação de relatórios. A validação foi realizada através de seis cenários de teste que foram apresentados no decorrer desse trabalho, três para corte linear e três para corte bidimensional, utilizando dados simulados com diferentes configurações de materiais e peças, para mostrar o funcionamento da ferramenta em diferentes cenários. Os principais resultados demonstraram capacidade de encontrar soluções eficientes de corte com eficiências superiores a 93% em todos os cenários testados, processando problemas com múltiplos tipos de peças em tempos de processamento viáveis. O sistema demonstrou capacidade de reduzir desperdício de material comparado a métodos manuais, sendo adaptável a diferentes contextos industriais. A principal contribuição do trabalho está no desenvolvimento de uma ferramenta completa e acessível que integra várias funcionalidades em uma única plataforma, oferecendo suporte simultâneo para ambos os tipos de corte e mostrando viabilidade de abordagens heurísticas para contornar limitações computacionais de problemas de alta complexidade computacional.
Abstract: This work presented the development of a material cutting optimization system, a computational tool for industrial material cutting that incorporates algorithms for linear cutting (1D) and area cutting (2D), along with a graphical user interface featuring flexible and easily understandable constraint configuration. The material cutting optimization problem is fundamental in industry, directly impacting production costs and environmental sustainability through waste generation. The general objective of this work was to develop a complete cutting optimization system capable of supporting both types of cutting. The adopted methodology involved the implementation of exhaustive search algorithms with heuristics to overcome computational limitations, using dynamic programming and iterative generation of combinations for linear cutting (1D), and a modified bottom-left algorithm with automatic rotation support for bidimensional cutting (2D). The system was developed in Python with a graphical interface built using Python’s standard library, Tkinter, incorporating features for configuration, graphical visualization of the obtained results, and report exportation. Validation was carried out through six test scenarios presented throughout this work, three for linear cutting and three for bidimensional cutting, using simulated data with different configurations of materials and pieces to demonstrate the tool’s operation in different scenarios. The main results demonstrated the system’s ability to find efficient cutting solutions with efficiencies above 93% in all tested scenarios, processing problems with multiple types of pieces within viable processing times. The system showed the ability to reduce material waste compared to manual methods, while being adaptable to different industrial contexts. The main contribution of this work lies in the development of a complete and accessible tool that integrates multiple functionalities into a single platform, offering simultaneous support for both types of cutting and demonstrating the feasibility of heuristic approaches to overcome the computational limitations of highly complex problems.
URI: http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/85911
Currículo Lattes do Orientador: http://lattes.cnpq.br/2663181961083657
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
Aparece nas coleções:ENGENHARIA METALÚRGICA - Monografias

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