随着制造业竞争日益激烈,如何节约生产成本与提高管理效率成为企业关注的重点问题之一。金属卷材是机械制造业常用的原材料,其优化利用对于降低产品制造成本具有重要意义。本文着重对卷材开料优化进行了研究,并对其管理系统进行了设计。先对卷材开料时的板材规格进行优化,再根据优化后的板材规格,对卷材开料时的板材排列顺序进行优化,使得余料相对集中,并提高材料利用率,降低生产综合成本。本文首先介绍了课题的背景意义,综述了管理信息系统及下料问题的国内外研究现状,在对有关背景企业进行调研的基础上,总结了背景企业的材料管理与使用的现状,结合企业生产部门的实际情况,规划改进了企业的各个模块管理流程,引入“虚拟材料”的概念,帮助下料员可以利用还未到货的材料或未产生的余料进行提前排样,从而缩短工期,提高生产效率,建立材料锁定机制,规范了材料的领取与使用。其次,对预下料后的板材规格进行优化,建立考虑综合成本的板材规格优化成本模型,利用遗传算法进行求解,通过比对不同规格种类下的优化方案,研究材料利用率、生产准备成本、库存管理成本之间的平衡关系,得出在一定的种类范围内,可以通过减少板材规格,控制综合成本的方式,从而节约生产总成本的优化方案。然后,在规格优化的基础上,对卷材开料顺序进行优化,将其转化为一维下料问题,分别建立面向单规格与多规格卷材的两种优化模型,提出以余料最短、使用材料总长最短、排列板材平均长度最大为搜索原则的启发式算法,并对其进行实现验证。数据表明,算法可以使生产余料相对集中,并节约材料的使用,具有一定的优化效果。在上述理论方法研究的基础上,对管理信息系统各个模块功能进行了设计,通过UML用例模型进行权限说明,进行了管理信息系统的数据库与功能界面的设计。最后对全文进行了总结,指出下一步的研究方向。