矩形件排样问题在很多工业领域都有广泛应用，解决好矩形件排样的布局优化问题，可以提高材料的利用率，节约生产成本，提高效益，从而使企业增强竞争力。 本文针对排样的布局优化问题，通过对该问题国内外现状的研究与分析，针对实际的需求，研究和开发了基于CAD/CAM环境的数控套裁优化排样系统。论文在理论和实践中的主要研究成果和特色如下： (1)本文对矩形件排样的各种算法进行了综合的研究，通过对多种矩形件排样算法特点的分析和比较，针对最低水平轮廓线算法的不足提出了“最低水平线二次排放算法”。它克服了在使用最低水平轮廓线算法进行排样的过程中将会产生很多不能使用的空白区域的缺点，在排样的过程中同时对这些空白区域进行二次排放，在一定程度上提高了板材的利用率。 (2)在用最低水平线二次排放算法进行排样的过程中，为了提高排样速度，就有必要考虑限制空白区域的数量。对此提出了“空白区域利用率”的概念，并提出了一个数学公式帮助计算空白区域的利用率。同时，提出了“形心重合定位扫描线算法”用于将异形件排放入一个空白区域中，该算法将形心重合的思想与扫描线定位启发式算法结合，可以判断一个异形件能否排放入一个空白区域，并能获得较高的排放速度。 (3)本文在分析了遗传算法特点与改进方法的基础上，将遗传算法与最低水平线二次排放算法结合进行排样。考虑到长宽比值过大的矩形件对排样结果的影响相对也较大的事实，在遗传算法中对长宽比值过大的矩形件赋以较大的旋转变异概率，由此获得更好的排样效果。 (4)在对异形件排样的过程中，采用对头排样和临界多边形算法对异形件进行组合，然后求得这些组合后的图形的最小包络矩形，并对这些最小包络矩形当作矩形件进行排样。将扫描线定位启发式算法进行改进，并将改进的算法用于对头排样算法中，由此提出了在本文中使用的“对头排样算法”，获得了较好的排样结果。 (5)将填充引入到排样系统中，在填充的过程中再次用到“形心重合定位扫描线算法”。随着填充模块的加入，更加提高了板材的利用率。 (6)在以上理论和算法研究的基础上，设计开发了基于CAD/CAM环境的数控套裁优化排样系统。