二维排样问题是一种的N-P完全问题(Non-deterministic Complete Polynomial Problems),广泛存在于报刊排版、纺织裁剪、机械下料等领域中,可分为规则件排样与不规则件排样,其实质是在指定形状大小的板材上对特定形状大小与数量的待排样件进行布局优化。在实际生产中不规则件排样更能满足需求的多样性,因此也更常见,虽然其相对于规则件排样更加复杂,但其排样算法的适用于所有二维排样问题。此外,排样算法的优劣直接影响企业的材料利用率、排样效率乃至生产效率,因此对不规则件排样的研究是必要的。论文选题源自某激光装备企业,在对二维排样问题排样算法研究的基础上,针对不规则样件,结合企业少品种大批量的不规则件排样需求,提出了一种基于组合包络的不规则件的排样算法。该算法通过组合包络策略即用图形靠接组合与矩形包络的方法,将不规则件转化为规则的矩形待排样,能降低排样的复杂度。论文采用遗传算法与最低水平线算法实现排样,并将该算法应用于某激光装备企业的板材切割,与企业自主开发及外购的系统进行实验对比,验证了本文算法应用于少品种大批量不规则件排样的有效性。论文主要研究工作如下:(1)基于对二维排样问题通用算法流程及关键环节的梳理,分析了各环节的适用性,为后续不规则件排样算法的提出及各环节算法的选择提供了理论依据。(2)在对某激光装备企业不规则件排样需求分析的基础上,提出了基于组合包络的不规则件排样算法,通过图形组合与矩形包络,将复杂的不规则件排样转化为简单的矩形件排样,并对实现该算法的坐标变换、图形靠接、碰撞检测以及矩形包络等关键策略分别进行阐述。(3)采用遗传算法对基于组合包络的不规则件排样进行求解,结合碰撞检测与最低水平线算法,以适应度函数值筛选出最优的排样方案。(4)采用QT Creator与C++,基于Visual Studio 2010设计开发了基于组合包络的不规则件排样系统演示模型,并使用欧洲切割和包装特别兴趣小组提供的检测用不规则件库进行实验,通过与企业自主开发及购买国际先进排样系统进行效果对比,验证了本文算法在少品种大批量不规则件排样中的有效性和优越性。