现阶段我国的淡水储量虽然在世界上位于前列,但是由于人口众多、资源分布失衡等问题,使我国成为严重缺水国家。淡水短缺问题对我国的经济发展形成了巨大的阻碍。以反渗透技术为代表的海水淡化技术的崛起,有效缓解了一些沿海缺水地区的用水问题。反渗透淡化技术相比于其他技术来说,有着成本相对较低,产水量高等优点,广泛应用于沿海地区。但是在反渗透技术中,巨大能耗依旧是限制其充分发展的瓶颈。因此,对生产的过程进行分析,通过对系统流程进行优化调度,制定合理的生产计划,提升生产设备的使用效率,以达到有效减少制水能耗、降低制水成本,对企业来说是非常重要的。本文通过研究分析反渗透海水淡化系统的流程,对反渗透单元优化操作和反渗透过程优化调度两方面进行了研究。首先,对反渗透海水淡化系统的工艺流程进行分析研究,通过对取水、预处理、反渗透、后处理等过程单元进行机理分析和运行情况分析,建立了各模块过程模型和操作费用模型,为之后的优化求解奠定理论基础。其次,对反渗透单元的操作优化问题进行研究。首先对某海域年度的海水温度和盐度的变化情况进行分析,通过在不同温度和盐度条件下透水系数的计算,得到温、盐度参数对反渗透过程中反渗透膜透水系数的影响;之后以淡水的含盐量和制水费用为目标,建立了反渗透过程单元的操作优化模型;随后分使用遗传算法进行单目标优化命题和基于法线边界交叉法（NBI）方法的遗传算法进行多目标优化命题求解,对优化前后及不同求解方式下的目标函数求解情况进行了分析对比。结果表明,在同时满足约束条件的情况下,多目标优化结果相比于单目标优化结果略差,但是在水质、费用目标同时优化的条件下得到了较好的折中解。之后,以反渗透全过程的操作费用为优化目标,在满足各自运行参数和约束条件的情况下针对反渗透海水淡化过程中的温度、盐度、用户在不同时刻对于淡水的随机需求等参数,建立鲁棒调度模型,并对鲁棒性指标进行分析研究。随后,分别运用布谷鸟（CS）算法和遗传（GA）算法对调度模型进行优化求解,得到鲁棒性指标和费用目标的最优求解结果。通过对比计算结果发现,在同样满足用户需水量的前提下,优化调度后的操作费用相比调度前大幅下降,优化效果显著,且布谷鸟（CS）算法相比于遗传算法鲁棒性指标更高,稳定性更好。本文所提出的系统模型对于有效减少操作费用,降低制水成本效果显著,具备一定的合理性。最后,对全文所做工作进行总结,并提出下一阶段的研究方向。