板材下料优化属于典型的组合优化问题,广泛应用于各类制造业,增加板材利用率,加强余料板材的再次利用,能够降低企业的生产成本,带来显著的经济效益。因而,对板材的优化下料与余料再利用有重要的研究意义。本文对萤火虫算法进行改进,将其用于离散变量问题的优化求解。排样问题需要对零件的排列顺序与排列角度两个变量进行优化,属于离散变量问题的范畴,以板材的利用率最高为优化目标,同时需要满足一定的工艺要求。依据二维排样问题的特点,设计与问题相适应的整数编码与二进制编码相混合的编码方式,确定相应的适应度函数,改进离散萤火虫个体间的距离计算方法,提出编码更新与不可行解的处理方法,最终得到优化后的下料方案与对应的排样图。排样问题包含一维排样、二维排样以及三维排样问题三种,本文主要研究二维排样问题的优化,二维排样问题包括二维规则零件排样与二维不规则零件排样两类。其中,规则零件包括矩形、三角形等形状的零件,不规则零件指的是零件外部轮廓不规则的零件;进行排样优化前,先将不同零件进行相应的组合处理,利用矩形包络法对组合后的零件进行包络,从而将不规则排样问题转化成矩形排样问题进行优化,生成相应的排样方案后,将各个零件的相应轮廓进行还原处理。得到最终排样图。采用扫描法对最终排样方案内余料的轮廓信息进行采集,自动匹配并提示出可用于排放到相应余料内的零件,减少操作人员的工作量,提高工作效率,增加板材的利用率。本文通过程序设计,开发了二维排样下料优化系统,包括板材与零件信息的输入、优化处理、后期交互处理等功能,有助于改善企业排样下料的加工工艺,为企业的实际生产过程提供指导。