随着经济全球化和工业技术的迅猛发展以及人们生活水平的不断提高,人们对生活质量的要求越来越高,对产品多样性的要求也在日益增高。为适应竞争激烈的市场需求,企业必须以较低的成本生产多品种小批量的产品,在这种背景下,成组生产方式得以广泛应用于制造业中。生产调度和设备维护管理是企业运作管理的两个重要组成部分,生产调度和设备维护的管理水平决定了企业的运作成本和运作效率,并直接影响企业的竞争力,二者相互影响。若只考虑生产调度,则会造成设备过度使用磨损、有效役龄增加等,进而导致加工精度和加工效率降低,最终影响产品质量和产品交货期;若只考虑设备维护,则会因为维护活动的进行中断原有生产调度计划。因此有必要对生产调度和设备维护进行集成研究。本文以成组生产方式下的单机系统为研究对象,通过综合分析生产调度、设备维护以及二者集成研究的国内外现状,总结了现有研究的不足之处,运用统计学、最优化等多学科理论,对生产调度和设备维护进行集成研究,提出了切合实际的集成生产调度和设备维护的优化模型,综合决策调度顺序、维护方式、预防性维护时刻,并就拟解决的关键问题进行了系统的研究,主要完成了以下几个方面的内容:(1)量化了工件加工时间的影响因素。本文利用零件相似度将学习遗忘效应对工件加工时间的影响进行了量化,并用劣化因子和设备有效役龄来量化设备劣化效应对工件加工时间的影响,建立了切合实际的考虑学习遗忘效应和设备劣化效应的工件加工时间模型。(2)确定了科学的混合维护策略。本文采用完美维护方式的预防性维护来提高设备可靠性,采用基于役龄的最小维修方式来处理批量加工过程中设备的突发故障使设备恢复正常运行状态,其中为有效避免维护不足和维护过度设置故障率阈值来确定适当的预防性维护时刻。(3)构建了集成生产调度和设备维护的优化模型。本文综合考虑了工件加工时间模型和设备维护策略之间的相互影响作用,以同时最小化总完工时间和总维护成本为目标建立生产调度和设备维护的集成模型,以贴近实际加工情况。本文根据优化模型的数学特征,设计遗传算法对集成模型进行求解,设计具有约束性的编码方式和遗传操作,并对时间、成本进行量纲统一,设置权重以构建适应度函数。最后通过算例展示分析集成模型的可行性和有效性。