二维不规则排样问题广泛存在于生产生活中,随着工业水平的不断进步,复杂二维不规则排样问题越来越多的出现在生产实际中。复杂二维不规则排样问题属于布局优化问题,目的是在板材上尽可能多的布置不同形状的复杂不规则零件。其基本流程是:首先对复杂不规则零件进行旋转找到合适的排样姿态,然后进行零件靠接。为了获得更好的排样效果,复杂不规则零件在排样时可以进行任意角度的旋转。然而目前的排样算法大多是将旋转角度进行等分,再选取合适的旋转角度,这种方法排样效率低,容易错过最优的排样姿态,排样效果差。此外,目前的排样靠接算法多是针对简单不规则零件设计的,难以实现复杂不规则零件的高效靠接。为了实现零件之间的凹凸特征匹配,提高材料的利用率,针对复杂不规则零件排样旋转问题,提出了一种基于主成分分析的排样旋转算法,首先提取复杂不规则零件的凸特征,然后对零件凸特征应用主成分分析获取凸特征的方向,最后获得零件有价值的旋转角度;针对复杂不规则零件的靠接问题,提出了一种基于像素法和前锋线的靠接算法,可以在不判交的情况下完成复杂不规则零件的靠接;针对排样效率低的问题,将多进程并行运算算法与顺序优化算法相结合,可以充分利用计算机的多核性能,降低排样顺序优化的时间。为了验证提出的相关算法,搭建了复杂二维不规则排样原型系统,使用相关数据对排样算法进行了实验验证,实验结果证明基于主成分分析的排样旋转算法可以实现零件间的凹凸特征匹配,能够提高排样填充率,降低排样时间;基于像素法和前锋线的靠接算法能够在不需要判交的情况下实现复杂不规则零件之间的靠接;多进程并行运算方法能够提高排样顺序优化算法的效率,降低优化时间。此外开发的原型系统,可以实现数据的读取、自动排样和排样后处理等操作。