Mis on lõikevaru probleem?

Lõikevarude probleem on optimeerimismõistatus, millel on olulised tööstuslikud rakendused ning mis pakub huvi arvutiprogrammeerijatele ja logistikutele. Selles ülesandes on hüpoteetiline arv erineva laiusega paberirulle, mis tuleb võimalikult tõhusal viisil müüdavateks lehtedeks lõigata. Kui paberit ei lõigata tõhusalt, võib see põhjustada märkimisväärset raiskamist, mis võib reaalses tööstusmaailmas tähendada väga suuri kulusid, kus isegi väikesed veamarginaalid võivad olla märkimisväärsed.

Inimesed on sajandeid püüdnud leida kõige tõhusamat viisi puistevarude vähendamiseks, kuid raievarude probleemi ja selle lahendamise võimalike valemite varajane uurimine algas tõsiselt 1930. aastatel. Töö selle teemaga edenes arvutite levikuga märkimisväärselt, võimaldades kasutada palju keerukamaid valemeid ja muid probleemilahendustööriistu. Lõikevarude probleemiga seotud teadlased töötavad välja ka tooteid tööstusele, et panna oma teadustööd tööle reaalses keskkonnas.

See probleem ei puuduta ainult paberit. Paljusid tooteid valmistatakse väga suurte lehtedena, kuna selline tootmine on odavam, kuid neid ei müüda sellises suuruses hulgimüüjatele, jaemüüjatele ega üldsusele. Mõned näited hõlmavad kangast ja klaasi. Lisaks sellele, et raievarude probleem on oluline tööstusele, võib see muret tekitada ka üksikisikutele. Näiteks teppijad peavad enne kanga lõikamist hoolikalt läbi mõtlema, et minimeerida raiskamist.

Üks viis raievaru probleemi lahendamiseks on matemaatiliste valemite abil. See võib olla keeruline väljakutse, sest probleemi elemendid võivad olla erineva kuju ja suurusega. Probleemi võib tekitada näiteks mitu erineva laiuse ja pikkusega paberirulli. Võib-olla oleks võimalik ka lehed erinevatesse mõõtudesse lõigata, mis kõik oleksid müügiks kasutatavad; tarbijad kasutavad erineva laiusega pabertooteid ja seega poleks vaja kõike ühte paberimõõtu lõigata.

Raievarude probleemi käsitlevad uuringud pakuvad tööstusele kasulikku materjali ja tööstuse lähenemisviisid sellele küsimusele võivad olla teadlastele informatiivsed. Näiteks teatud tüüpi laomaterjalide puhul tuleb iga lõikega sisse ehitada väike kogus raiskamist, kuna lõigatud servad ei pruugi olla puhtad või mõni toode võib lõikamise ajal kaduma minna. Haprad, rabedad materjalid, nagu tellis, ei lõika alati korralikult ja võivad mureneda, kaotades osa oma mahust ja muutes lõikematerjali probleemi keerulisemaks.