Implementación de un algoritmo memético para resolver el problema de corte de materiales aplicado a la producción de barras de acero para hormigón
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2022-02-01
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Pontificia Universidad Católica del Perú
Abstract
El país ha vivido durante los últimos años un aumento en el PBI que lo ha colocado como unos
de los principales países de la región. Este crecimiento se debe al aumento sostenido de la
producción en diversos sectores. Por cifras del Ministerio de Economía y Finanzas (MEF), el
sector de construcción, a cargo del Ministerio de Vivienda y Construcción representa uno de los
principales contribuyentes al PBI interno (MEF), con un aporte del 5% al indicador. Además, se
proyecta un crecimiento de 7% sostenido en los próximos años, por encima del promedio
nacional. Esto ayudará a impulsar los sectores primarios y secundarios relacionados. Así que se
vuelve prioritaria la elaboración de soluciones que aumenten la eficiencia en el consumo de
recursos a todo nivel.
En particular, este proyecto plantea abordar la producción de las barras de acero para hormigón
a nivel industrial. La actividad productiva por la cual el acero fundido es convertido en barras de
acero grandes, que serán a su vez cortadas en longitud para conseguir barras más pequeñas,
que son usadas en la manufactura y la construcción de edificios. Estas son las conocidas como
barras de acero para hormigón.
El proceso consta de dos partes principalmente:
● La elaboración de barras largas estándar por el proceso de colada y
● Una segunda fase de corte para obtener los productos finales, barras de acero para
hormigón, según el tamaño solicitado por los clientes.
Aunque la producción de la barra grande (primaria) se realiza en una línea de ensamblaje a partir
de acero fundido, lo que la vuelve virtualmente infinita y modificable en tamaño, las barras
pequeñas se elaboran a partir de un tamaño estándar que cada fábrica utiliza para la
manufactura.
Para elaborar la producción de barras estándar, se toman en cuenta las negociaciones entre los
ejecutivos de ventas y los clientes potenciales, obteniéndose requerimientos de producción.
Dichos requerimientos son luego incluidos en la programación del periodo tomando en cuenta la
disponibilidad de material (acero fundido). Debido a esto, aunque la primera etapa de corte es
limpia por la naturaleza de la fabricación, en la segunda se pueden producir desperdicios y
pérdidas, pues las barras grandes no siempre se utilizan al cien por ciento en la creación de
barras de acero para hormigón.
El problema entonces es de corte de materiales, el cual consiste en conseguir un número de
piezas de diferentes largos que deben ser cortadas de una fuente, de tal forma que se cumpla
con la demanda de largos y se produzcan optimizando una función objetivo. Por lo mencionado este trabajo de fin de carrera, plantea implementar un algoritmo memético
para resolver el problema de corte de materiales aplicado a la producción de barras de acero
para hormigón.
Objetivo General
Implementar un algoritmo memético para resolver el problema de corte de materiales aplicado a
la producción de barras de acero para hormigón.
Objetivos Específicos
O1. Definir la función objetivo a evaluar para los algoritmos genético y memético
O2. Diseñar un algoritmo memético como alternativa de solución para el problema de corte de
materiales unidimensional de barras de acero para hormigón
O3. Adaptar un algoritmo genético obtenido de la revisión de la literatura como alternativa de
solución para el problema de corte de materiales de barras de acero para hormigón
O4. Implementar los algoritmos propuestos en un módulo de ejecución de algoritmos
O5. Realizar experimentación mediante pruebas numéricas para comparar el desempeño entre
ambas alternativas de solución.
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Keywords
Algoritmos--Diseño, Acero de construcción--Procesos de manufactura, Control de procesos--Mejoramiento
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