Algoritmos para o encaixe de moldes com formato irregular em tecidos listrados

Abstract

Esta tese tem como objetivo principal a proposição de solução para o problema do encaixe de moldes em tecidos listrados da indústria do vestuário. Os moldes são peças com formato irregular que devem ser dispostos sobre a matéria-prima, neste caso o tecido, para a etapa posterior de corte. No problema específico do encaixe em tecidos listrados, o local em que os moldes são posicionados no tecido deve garantir que, após a confecção da peça, as listras apresentem continuidade. Assim, a fundamentação teórica do trabalho abrange temas relacionados à moda e ao design do vestuário, como os tipos e padronagens de tecidos listrados, e as possibilidades de rotação e colocação dos moldes sobre tecidos listrados. Na fundamentação teórica também são abordados temas da pesquisa em otimização combinatória como: características dos problemas bidimensionais de corte e encaixe e algoritmos utilizados por diversos autores para solucionar o problema. Ainda na parte final da fundamentação teórica são descritos o método Cadeia de Markov Monte Carlo e o algoritmo de Metropolis-Hastings. Com base na pesquisa bibliográfica, foram propostos dois algoritmos distintos para lidar com o problema de encaixe de moldes em tecidos listrados: algoritmo com pré-processamento e algoritmo de busca do melhor encaixe utilizando o algoritmo de Metropolis-Hastings. Ambos foram implementados no software Riscare Listrado, que é uma continuidade do software Riscare para tecidos lisos desenvolvido em Alves (2010). Para testar o desempenho dos dois algoritmos foram utilizados seis problemas benchmarks da literatura e proposto um novo problema denominado de camisa masculina. Os problemas benchmarks da literatura foram propostos para matéria-prima lisa e o problema camisa masculina especificamente para tecidos listrados. Entre os dois algoritmos desenvolvidos, o algoritmo de busca do melhor encaixe apresentou resultados com melhores eficiências de utilização do tecido para todos os problemas propostos. Quando comparado aos melhores resultados publicados na literatura para matéria-prima lisa, o algoritmo de busca do melhor encaixe apresentou encaixes com eficiências inferiores, porém com resultados superiores ao recomendado pela literatura específica da área de moda para tecidos estampados.

This thesis proposes the solution for the packing problem of patterns on striped fabric in clothing industry. The patterns are pieces with irregular form that should be placed on raw material which is, in this case, the fabric. This fabric is cut after packing. In the specific problem of packing on striped fabric, the position that patterns are put in the fabric should ensure that, after the clothing sewing, the stripes should present continuity. Thus, the theoretical foundation of this project includes subjects about fashion and clothing design, such as types and rapports of striped fabric, and the possibilities of rotation and the correct place to put the patterns on striped fabric. In the theoretical foundation, there are also subjects about research in combinatorial optimization as: characteristics about bi-dimensional packing and cutting problems and algorithms used for several authors to solve the problem. In addition, the Markov Chain Monte Carlo method and the Metropolis-Hastings algorithm are described at end of theoretical foundation. Based on the bibliographic research, two different algorithms for the packing problem with striped fabric are proposed: algorithm with pre-processing step and algorithm of searching the best packing using the Metropolis-Hastings algorithm. Both algorithms are implemented in the Striped Riscare software, which is a continuity of Riscare software for clear fabrics developed in the Masters degree of the author. Both algorithms performances are tested with six literature benchmark problems and a new problem called “male shirt” is proposed here. The benchmark problems of literature were iniatially proposed for clear raw material and the male shirt problem, specifically for striped fabrics. Between the two developed algorithms, the algorithm of searching the best packing has shown better results with better efficiencies of the fabric usage for all the problems tested. When compared to the best results published in the literature for clear raw material, the algorithm of searching the best packing has shown packings with lower efficiencies. However, it showed results higher than recommended for the specific literature of fashion design for patterned fabrics.