计算机辅助排样优化的目的在于提供高质量的排样方案,以便节约原材料,降低产品成本、提高企业经济效益和社会效益。随着钢结构产品的广泛应用,提高原材料板材的利用效率是钢结构企业迫切需要解决的问题。本文以钢结构件下料排样为应用背景,研究开发钢结构产品排样系统,以合理利用原材料板材,降低原材料成本,提高企业生产效率,增强企业竞争力。本文在理论和实践中的主要研究工作如下:(1)介绍了计算机辅助排样优化的相关知识,分析了钢结构产品的应用趋势,对钢结构制作的相关要求做了简要的概述,引出了优化目标。(2)分析加工车间钢构件下料系统的需求与目标,根据下料生产实际和特点建立了矩形件排样系统的数学模型,对钢结构排样约束条件做了调研分析。对矩形钢构件排样算法做了分析和研究,在对几种启发式算法研究分析后提出了本文的改进算法,并借助遗传算法实现了排样过程。(3)针对矩形件排样,采用面向对象的设计方法,设计开发了一套适合钢构件下料排样的软件系统,提出了排样系统的结构框架,并介绍了各个模块的组成和功能。将开发的排样软件系统应用到工程实例中,取得了明显的效果。(4)针对二维不规则钢构件(异形件)排样,在综合利用计算几何、计算机图形学、优化组合的知识的基础上,提出了基于临界多边形的排样算法,并就不规则零件排样系统实现中的关键技术做了说明。(5)对实际排样过程中余料的仓存管理及利用做了分析和研究,提出了后期的处理方案。