船舶在建造过程中需要生产成千上万根管子,且管子的材质或形状各异,工艺要求也不尽相同,因此管加工车间生产资源的规划和调配具有很大的柔性,很难对其进行统一化批量生产。船用管子的加工过程实际上是一种柔性制造过程。柔性制造的核心内涵是对柔性生产资源的高效配置,使生产力的利用率达到最大化,从而避免在生产过程的各个环节中出现不必要的浪费。这就需要对管子在多道工序上加工及车间生产各环节的协调运作进行有效而合理的安排。一般来说,调度排产是对柔性生产资源优化配置的最主要手段;生产控制系统是控制生产节拍,保障柔性制造过程顺畅运作的生产管理方式。本文结合船厂管子车间柔性制造的特点,从船厂管子混合流水线车间调度系统优化和生产控制系统优化两方面考虑,构建一体化的生产控制优化方案,以实现生产资源的优化调配、生产过程的高效运作。论文主要工作内容如下:(1)分析了柔性生产环境下船厂管子车间调度问题以及生产控制系统的理论意义和研究方法。从船厂管子车间实际运用的角度探究了调度排产系统与生产控制系统现状,并在此基础上提出采用一体化的生产控制优化方案以协调船厂管子车间各生产环节,对生产资源进行优化配置,对生产流程进行优化控制,从而实现对各生产性能指标的优化;(2)针对船厂管子混合流水线车间管件最大完工时间最小化和管件总流经时间最小化的调度需求设计了一种Memetic算法优化管件的调度排序。分析了管件总流经时间最小化对加快完工管件的分拣以及压力试验等后序工作的实际意义。采用C++语言编程,对不同规模的实例进行仿真测试,验证了算法的有效性;(3)分析了管子车间调度过程的实际需求,针对管子车间柔性制造的特点,围绕系统需求分析、系统总体架构、功能模块设计以及数据库结构设计四个方面构建并开发了一款能满足管加工静态调度和动态调度需求的船厂管子车间调度系统。改善了以往管子车间调度系统针对性不足、功能单一以及可操作性不强等典型问题;(4)分析了CONWIP控制系统的优缺点,以船厂管子混合流水线车间为例,对CONWIP控制系统进行了改进,并结合DOE理论运用仿真软件验证了新控制系统在降低产品平均生产周期、提高产品产出速率以及维持各工位负荷平衡等方面的有效性。