随着我国土地流转政策的兴起,农民流转土地承包经营权,形成大规模的经营主体,促进了农机服务组织的形成和农机社会化服务的出现。目前农机作业呈现出供需不平衡、调度水平落后、作业效率低、资源配置不合理等问题。实现科学合理的农机调度是目前农机服务组织急需解决的难题。农机调度问题实质上是一类特殊的车辆调度问题,属于多目标组合优化问题。本文结合农机作业调度的实际特点,建立了带时间窗农机调度模型,设计了一种基于遗传算法的农机调度方法,并通过测试数据集和农机调度实际案例对模型及算法进行了验证。本文主要研究工作如下:(1)针对以农机合作社为代表面向订单的农机服务模式,考虑农田作业点、农机库及农机、空间、时间等多个影响因素,结合现有车辆调度问题的研究和农机作业实际特点,建立了带时间窗农机调度模型。对比传统车辆调度变体模型,本文提出的带时间窗农机调度模型同时整合了多车库、车辆异质、时间窗、农机作业匹配规则、多目标等多种约束,使模型能够适用于更多不同需求与规模的农机作业场景。(2)针对建立的带时间窗农机调度模型,基于先聚类后调度算法思想,设计了一套基于遗传算法的两阶段调度方法。算法分为聚类阶段和调度阶段,在聚类阶段,设计了一种新的农田任务点聚类方法,该方法兼顾了任务点的空间分布特征和时间窗分布特征,同时在每次分配过程中考虑了农机作业匹配规则,并加入了农机库资源限制检查。在调度阶段,设计了基于改进插入式路径构造启发式算法和邻域优化技术的遗传算法,在遗传算法框架中,对染色体进行了合适编码,进化过程包括精英保留、选择、交叉、变异和个体优化等步骤,设计并改进了变异算子和邻域搜索算子,提高了计算效率。(3)通过测试数据集和农机调度实际案例对算法进行了验证,设计并实现了带时间窗农机调度系统。结合测试数据集和农机调度实际案例,将带时间窗农机调度模型及算法理论进行应用研究,对实际案例求解出高效可行的农机调度方案,验证了农机调度模型及算法的可行性和有效性。基于软件分层原理设计并实现了带时间农机调度系统,系统组成包括信息管理模块、农机调度模块、可视化模块和输入输出模块。