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07.03.2020 | Ausgabe 1/2021

Natural Computing 1/2021

Solving two-dimensional cutting stock problem via a DNA computing algorithm

Zeitschrift:
Natural Computing > Ausgabe 1/2021
Autoren:
M. Dodge, S. A. MirHassani, F. Hooshmand
Wichtige Hinweise

Publisher's Note

Springer Nature remains neutral with regard to jurisdictional claims in published maps and institutional affiliations.

Abstract

Two-dimensional cutting stock problem (TDCSP) is a well-known combinatorial optimization problem in which a given set of two-dimensional small pieces with different shapes should be cut from a given main board so that the demand of each small piece is satisfied and the total waste is minimized. Since TDCSP is an NP-complete problem, it is unsolvable in polynomial time on electronic computers. However, using the structure of DNA molecules, DNA computing algorithms are capable to solve NP-complete problems in polynomial time. In this paper, a DNA computing algorithm based on the sticker model is presented to find the optimal solution to TDCSP. It is proved that the time complexity of this algorithm on DNA computers is polynomial considering the number of small pieces and the length and width of the main board.

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