Approach for packing 2D shapes while minimizing total enclosing area

Not sure on my tags for this question, but in short ….

I need to solve a problem of packing industrial parts into crates while minimizing total containing area. These parts are motors, or pumps, or custom-made components, and they have quite unusual shapes. For some, it may be possible to assume that a part === rectangular cuboid, but some are not so simple, i.e. they assume a shape more of that of a hammer or letter T. With those, (assuming 2D shape), by alternating direction of top & bottom, one can pack more objects into the same space, than if all tops were in the same direction. Crude example below with letter “T”-shaped parts:

***** xxxxx      ***** x        *****       *** ooo
  *     x    vs    *   x    vs    * x   vs   * x o
  *     x          * xxxxx        * x        * x o
                                  xxxxx       xxx

Right now we are solving the problem by something like this:

  1. using CAD software, make actual models of how things fit in crate boxes
  2. make estimates of actual crate dimensions & write them into Excel file

(1) is crazy amount of work and as the result we have just a limited amount of possible entries in (2), the Excel file.

The good things is that programming this is relatively easy. Given a combination of products to go into crates, we do a lookup, and if entry exists in the Excel (or Database), we bring it out. If it doesn’t, we say “sorry, no data!”.

I don’t necessarily want to go full force on making up some crazy algorithm that given geometrical part description can align, rotate, and figure out best part packing into a crate, given its shape, but maybe I do..

Question

Well, here is my question: assuming that I can represent my parts as 2D (to be determined how), and that some parts look like letter T, and some parts look like rectangles, which algorithm can I use to give me a good estimate on the dimensions of the encompassing area, while ensuring that the parts are packed in a minimal possible area, to minimize crating/shipping costs?

Are there approximation algorithms?

Seeing how this can get complex, is there an existing library I could use?

My thought / Approach

My naive approach would be to define a way to describe position of parts, and place the first part, compute total enclosing area & dimensions. Then place 2nd part in 0 degree orientation, repeat, place it at 180 degree orientation, repeat (for my case I don’t think 90 degree rotations will be meaningful due to long lengths of parts). Proceed using brute force “tacking on” other parts to the enclosing area until all parts are processed.

I may have to shift some parts a tad (see 3rd pictorial example above with letters T). This adds a layer of 2D complexity rather than 1D. I am not sure how to approach this. One idea I have is genetic algorithms, but I think those will take up too much processing power and time. I will need to look out for shape collisions, as well as adding extra padding space, since we are talking about real parts with irregularities rather than perfect imaginary blocks. I’m afraid this can get geometrically messy fairly fast, and I’d rather keep things simple, if I can.

But what if the best (practical) solution is to pack things into different crate boxes rather than just one? This can get a bit more tricky. There is human element involved as well, i.e. like parts can go into same box and are thus a constraint to be considered. Some parts that are not the same are sometimes grouped together for shipping and can be considered as a common grouped item. Sometimes customers want things shipped their way, which adds human element to constraints. so there will have to be some customization.

6

Trang chủ Giới thiệu Sinh nhật bé trai Sinh nhật bé gái Tổ chức sự kiện Biểu diễn giải trí Dịch vụ khác Trang trí tiệc cưới Tổ chức khai trương Tư vấn dịch vụ Thư viện ảnh Tin tức - sự kiện Liên hệ Chú hề sinh nhật Trang trí YEAR END PARTY công ty Trang trí tất niên cuối năm Trang trí tất niên xu hướng mới nhất Trang trí sinh nhật bé trai Hải Đăng Trang trí sinh nhật bé Khánh Vân Trang trí sinh nhật Bích Ngân Trang trí sinh nhật bé Thanh Trang Thuê ông già Noel phát quà Biểu diễn xiếc khỉ Xiếc quay đĩa Dịch vụ tổ chức sự kiện 5 sao Thông tin về chúng tôi Dịch vụ sinh nhật bé trai Dịch vụ sinh nhật bé gái Sự kiện trọn gói Các tiết mục giải trí Dịch vụ bổ trợ Tiệc cưới sang trọng Dịch vụ khai trương Tư vấn tổ chức sự kiện Hình ảnh sự kiện Cập nhật tin tức Liên hệ ngay Thuê chú hề chuyên nghiệp Tiệc tất niên cho công ty Trang trí tiệc cuối năm Tiệc tất niên độc đáo Sinh nhật bé Hải Đăng Sinh nhật đáng yêu bé Khánh Vân Sinh nhật sang trọng Bích Ngân Tiệc sinh nhật bé Thanh Trang Dịch vụ ông già Noel Xiếc thú vui nhộn Biểu diễn xiếc quay đĩa Dịch vụ tổ chức tiệc uy tín Khám phá dịch vụ của chúng tôi Tiệc sinh nhật cho bé trai Trang trí tiệc cho bé gái Gói sự kiện chuyên nghiệp Chương trình giải trí hấp dẫn Dịch vụ hỗ trợ sự kiện Trang trí tiệc cưới đẹp Khởi đầu thành công với khai trương Chuyên gia tư vấn sự kiện Xem ảnh các sự kiện đẹp Tin mới về sự kiện Kết nối với đội ngũ chuyên gia Chú hề vui nhộn cho tiệc sinh nhật Ý tưởng tiệc cuối năm Tất niên độc đáo Trang trí tiệc hiện đại Tổ chức sinh nhật cho Hải Đăng Sinh nhật độc quyền Khánh Vân Phong cách tiệc Bích Ngân Trang trí tiệc bé Thanh Trang Thuê dịch vụ ông già Noel chuyên nghiệp Xem xiếc khỉ đặc sắc Xiếc quay đĩa thú vị
Trang chủ Giới thiệu Sinh nhật bé trai Sinh nhật bé gái Tổ chức sự kiện Biểu diễn giải trí Dịch vụ khác Trang trí tiệc cưới Tổ chức khai trương Tư vấn dịch vụ Thư viện ảnh Tin tức - sự kiện Liên hệ Chú hề sinh nhật Trang trí YEAR END PARTY công ty Trang trí tất niên cuối năm Trang trí tất niên xu hướng mới nhất Trang trí sinh nhật bé trai Hải Đăng Trang trí sinh nhật bé Khánh Vân Trang trí sinh nhật Bích Ngân Trang trí sinh nhật bé Thanh Trang Thuê ông già Noel phát quà Biểu diễn xiếc khỉ Xiếc quay đĩa

Approach for packing 2D shapes while minimizing total enclosing area

Not sure on my tags for this question, but in short ….

I need to solve a problem of packing industrial parts into crates while minimizing total containing area. These parts are motors, or pumps, or custom-made components, and they have quite unusual shapes. For some, it may be possible to assume that a part === rectangular cuboid, but some are not so simple, i.e. they assume a shape more of that of a hammer or letter T. With those, (assuming 2D shape), by alternating direction of top & bottom, one can pack more objects into the same space, than if all tops were in the same direction. Crude example below with letter “T”-shaped parts:

***** xxxxx      ***** x        *****       *** ooo
  *     x    vs    *   x    vs    * x   vs   * x o
  *     x          * xxxxx        * x        * x o
                                  xxxxx       xxx

Right now we are solving the problem by something like this:

  1. using CAD software, make actual models of how things fit in crate boxes
  2. make estimates of actual crate dimensions & write them into Excel file

(1) is crazy amount of work and as the result we have just a limited amount of possible entries in (2), the Excel file.

The good things is that programming this is relatively easy. Given a combination of products to go into crates, we do a lookup, and if entry exists in the Excel (or Database), we bring it out. If it doesn’t, we say “sorry, no data!”.

I don’t necessarily want to go full force on making up some crazy algorithm that given geometrical part description can align, rotate, and figure out best part packing into a crate, given its shape, but maybe I do..

Question

Well, here is my question: assuming that I can represent my parts as 2D (to be determined how), and that some parts look like letter T, and some parts look like rectangles, which algorithm can I use to give me a good estimate on the dimensions of the encompassing area, while ensuring that the parts are packed in a minimal possible area, to minimize crating/shipping costs?

Are there approximation algorithms?

Seeing how this can get complex, is there an existing library I could use?

My thought / Approach

My naive approach would be to define a way to describe position of parts, and place the first part, compute total enclosing area & dimensions. Then place 2nd part in 0 degree orientation, repeat, place it at 180 degree orientation, repeat (for my case I don’t think 90 degree rotations will be meaningful due to long lengths of parts). Proceed using brute force “tacking on” other parts to the enclosing area until all parts are processed.

I may have to shift some parts a tad (see 3rd pictorial example above with letters T). This adds a layer of 2D complexity rather than 1D. I am not sure how to approach this. One idea I have is genetic algorithms, but I think those will take up too much processing power and time. I will need to look out for shape collisions, as well as adding extra padding space, since we are talking about real parts with irregularities rather than perfect imaginary blocks. I’m afraid this can get geometrically messy fairly fast, and I’d rather keep things simple, if I can.

But what if the best (practical) solution is to pack things into different crate boxes rather than just one? This can get a bit more tricky. There is human element involved as well, i.e. like parts can go into same box and are thus a constraint to be considered. Some parts that are not the same are sometimes grouped together for shipping and can be considered as a common grouped item. Sometimes customers want things shipped their way, which adds human element to constraints. so there will have to be some customization.

6

Trang chủ Giới thiệu Sinh nhật bé trai Sinh nhật bé gái Tổ chức sự kiện Biểu diễn giải trí Dịch vụ khác Trang trí tiệc cưới Tổ chức khai trương Tư vấn dịch vụ Thư viện ảnh Tin tức - sự kiện Liên hệ Chú hề sinh nhật Trang trí YEAR END PARTY công ty Trang trí tất niên cuối năm Trang trí tất niên xu hướng mới nhất Trang trí sinh nhật bé trai Hải Đăng Trang trí sinh nhật bé Khánh Vân Trang trí sinh nhật Bích Ngân Trang trí sinh nhật bé Thanh Trang Thuê ông già Noel phát quà Biểu diễn xiếc khỉ Xiếc quay đĩa Dịch vụ tổ chức sự kiện 5 sao Thông tin về chúng tôi Dịch vụ sinh nhật bé trai Dịch vụ sinh nhật bé gái Sự kiện trọn gói Các tiết mục giải trí Dịch vụ bổ trợ Tiệc cưới sang trọng Dịch vụ khai trương Tư vấn tổ chức sự kiện Hình ảnh sự kiện Cập nhật tin tức Liên hệ ngay Thuê chú hề chuyên nghiệp Tiệc tất niên cho công ty Trang trí tiệc cuối năm Tiệc tất niên độc đáo Sinh nhật bé Hải Đăng Sinh nhật đáng yêu bé Khánh Vân Sinh nhật sang trọng Bích Ngân Tiệc sinh nhật bé Thanh Trang Dịch vụ ông già Noel Xiếc thú vui nhộn Biểu diễn xiếc quay đĩa Dịch vụ tổ chức tiệc uy tín Khám phá dịch vụ của chúng tôi Tiệc sinh nhật cho bé trai Trang trí tiệc cho bé gái Gói sự kiện chuyên nghiệp Chương trình giải trí hấp dẫn Dịch vụ hỗ trợ sự kiện Trang trí tiệc cưới đẹp Khởi đầu thành công với khai trương Chuyên gia tư vấn sự kiện Xem ảnh các sự kiện đẹp Tin mới về sự kiện Kết nối với đội ngũ chuyên gia Chú hề vui nhộn cho tiệc sinh nhật Ý tưởng tiệc cuối năm Tất niên độc đáo Trang trí tiệc hiện đại Tổ chức sinh nhật cho Hải Đăng Sinh nhật độc quyền Khánh Vân Phong cách tiệc Bích Ngân Trang trí tiệc bé Thanh Trang Thuê dịch vụ ông già Noel chuyên nghiệp Xem xiếc khỉ đặc sắc Xiếc quay đĩa thú vị
Trang chủ Giới thiệu Sinh nhật bé trai Sinh nhật bé gái Tổ chức sự kiện Biểu diễn giải trí Dịch vụ khác Trang trí tiệc cưới Tổ chức khai trương Tư vấn dịch vụ Thư viện ảnh Tin tức - sự kiện Liên hệ Chú hề sinh nhật Trang trí YEAR END PARTY công ty Trang trí tất niên cuối năm Trang trí tất niên xu hướng mới nhất Trang trí sinh nhật bé trai Hải Đăng Trang trí sinh nhật bé Khánh Vân Trang trí sinh nhật Bích Ngân Trang trí sinh nhật bé Thanh Trang Thuê ông già Noel phát quà Biểu diễn xiếc khỉ Xiếc quay đĩa
Thiết kế website Thiết kế website Thiết kế website Cách kháng tài khoản quảng cáo Mua bán Fanpage Facebook Dịch vụ SEO Tổ chức sinh nhật