圆形件切割下料问题存在于各个生产领域当中,具有较深的工业应用背景,例如电机业中定子和转子制造过程中所需硅钢圆片的切割,交通行业中汽车、船舶和飞机等所需的圆形零部件的切割,以及日常生活领域中普遍用到的锅、碗、碟和杯子的圆形底面的切割等都属于此类应用。设计一个优化的切割下料方案,对于减少原材料损失、简化工艺生产流程、降低企业库存管理压力以及提高企业的生产力和行业竞争力均起着十分重要的作用。本文首先在毛坯种类数较多、但每种毛坯数量较少的应用背景下,对圆形件毛坯下料问题进行研究。然后,考虑一般圆形件下料问题中规范余料的生成问题,以实现后续订单对上一订单材料的合理利用,提高余料的二次利用价值。因此,本文的主要工作如下:(1)在顺序启发式算法的基础上,对多种类、小批量的圆形件毛坯进行优化分组,提出利用顺序分组启发式算法框架对圆形件切割下料方案进行求解。利用递推算法策略实现板材的整版排样过程,并引入毛坯价值修正策略对毛坯价值进行迭代修正,引导不同规格大小的圆形件毛坯在多个排样过程中均衡分布,避免局部最优。最终在得到的多个排样方案中,选择材料利用率最高的一个作为问题的解决方案。(2)在一般圆形件下料问题中引入余料,提出规范余料的概念,对伴随余料生成的圆形件下料问题进行探讨。对规范余料的概念进行定义,并建立以排入毛坯和余料的价值最大化为目标的数学模型,利用顺序启发式算法框架结合递推算法策略对板材实施单段直切下料过程。该组合算法的特点是指导的切割下料工艺简单,能够较为有效地满足对余料的再利用要求,适合企业长期生产下料进程。(3)利用C#编程语言设计开发圆形件优化下料系统。通过与参考文献进行对比以及对随机生成的实例进行验证,表明本文的两个算法均具有较好的材料利用率,对实际生产应用有一定的指导意义。