本文采用HHLP理论（Hybrid Harmonics and Linear erturbation，HHLP）和混合整数线性规划（Mixed Integer Linear Programming，MILP）方法相结合的直接优化方法来求解换料优化问题。基于HHLP理论，可快速、准确地评价换料方案，而将它和混合整数规划（Mixed Integer Programming MIP）方法相结合，可将换料方案的搜索过程和评价过程整合到一个数学规划模型中。由于基于HHLP 理论建立的仍然是特征值问题，因此直接建立的是一个混合整数非线性规划（Mixed Integer Nonlinear Programming，MINLP）模型。目前商用的数学规划软件不能高效地求解这样的MINLP问题，因此本文基于一阶微扰理论建立了MILP模型。该MILP模型需要迭代求解，尽管不能得到全局最优解，但迭代过程是非常高效的。本文应用商用的数学规划软件IBM CPLEX来求解该MILP问题。数值试验表明，该优化方法可获得高质量的优化解。