圆形件切割下料问题广泛存在于工业生产中,具有极深的工业背景,大到航空火箭,飞机坦克的圆形零件切割,小到日常生活中常见的锅碗瓢盆的圆形底面切割,均属于此类问题的应用范畴。因此,一个优秀的下料方案,对于降低企业成本,提高生产效益乃至于提高企业在整个行业中的竞争力有着十分重要的作用,如何设计这样一个方案自然成为众多企业亟待解决的问题。本文考虑圆形件下料问题,以使用直排排样方式为基础,结合下料中常见的三种排样方式,考虑圆形件下料问题中规范余料的生成问题,余料的库存管理及二次利用问题,从而降低企业库存压力,库存管理压力,提高余料二次利用价值,达到提高企业整体经济效益的最终目的。因此,本文的主要工作如下:(1)考虑条带上的圆形件优化排样。圆形件下料问题中毛坯的排样方式有三种:并排、品排、斜排。由于条带中毛坯排数一般情况下最多不超过三排,因此,在已知毛坯直径以及板材中的毛坯需求量时,可以计算得出排入这些数量的毛坯所需要的最小条带面积,从而得到材料利用率最高的条带;规范余料的使用则是利用这个思想的逆过程,在已知余料条带尺寸(宽高)以及剩余毛坯需求时,计算在余料条带中以何种方式排入多少数量的何种毛坯可使得余料条带材料利用率最高。(2)在圆形件下料问题中引入规范余料的概念,提出余料的四种分类方式,并通过二阶段顺序启发式算法求解圆形件下料问题。第一阶段使用顺序启发式算法求解当前最优排样方案以及可用余料的宽高;第二阶段则通过从原始板材中切出这部分余料,使这部分余料成为事先切割的规范余料,将切割规范余料后的剩余部分作为板材,再次利用启发式算法重新求解下料问题。通过比较横切直排,竖切直排以及是否主动生成规范余料得出的四组排样方案,选择其中板材利用率最高的一种作为最终解。(3)开发考虑规范余料的圆形件下料优化系统。通过多次随机测试实验结果与参考文献的结果的比对,本文提出的算法有较高的板材利用率,对实际的工业生产具有一定的指导意义。