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货物装载是物流配送的重要环节，其方案的优劣对提高整个物流系统的效率和降低运输成本都有着重大影响。装载优化问题已经日益受到物流实业界和学术界的重视，然而目前的研究大都集中在规则矩形体货物的空间布局上，很少有人对不规则非矩形体货物的布局问题进行深入的研究。对物流配送而言，货物的形状千差万别，存在很多不规则非矩形体的情况，而已有的装载优化研究成果很难应用于这些不规则货物的装载中。因此，研究不规则非矩形体货物的合理布局方法，对提高装载容器的空间利用率有着极其重要的理论和现实意义。本文着重对物流配送中不规则非矩形体货物的装载进行优化研究，采用两步法，提出了一个合理的布局及装载方案，以提高装载容器的空间利用率。首先在深入分析国内外现有对规则矩形体装载优化成果的基础上，构造启发式算法，提出了将不规则的非矩形货物组合成近似矩形体的方法，包括单一型货物装载和混合型货物装载时的各种组合方法，对比了各种组合方法的优缺点和适用背景；然后用改进的遗传算法解决了规则矩形体及组合后的近似矩形体的布局优化问题。在理论研究的基础上，本文对多形态货物混合装载优化系统进行了分析和设计，并实现了该系统的优化计算和三维仿真。利用该软件，对烟草配送中用热缩膜包装的条烟装载问题进行了大量的仿真实验，并对仿真结果进行了比较分析。仿真结果表明利用该软件得出的装载优化结果高于人工装载率，即本文方法能有效提高不规则货物的装载率。利用该系统，不仅可以得出高效的装载方案，还可以给出直观形象的三维装载图。实验表明该仿真软件智能化较高、操作简便、实用性强。本文在不规则货物装载这一较新的研究领域进行了探索和尝试，研究结果对实际装载作业提供了理论依据和技术实现手段，具有较强的指导意义，也为今后该问题的进一步研究提供了一种新思路。