随着信息技术时代的来临,制造业作为国家最基础的工业,其生产能力正在逐步提高。车间作为实际生产的基本组成部分,是控制、执行与管理的综合体现。在当前时代,如何将高速发展的单机生产能力与有效的车间管理相结合,将直接影响着工业的发展。车间管理由上到下可分为三层,即上层面向订单的计划管理,中间层面向生产调度的执行管理以及底层面向生产现场的控制管理。制造执行系统(Manufacturing Execution System,MES)属于中间层,它是以生产调度为中心,以实时数据为支撑,若干系统相互协作的组成的混合管理系统。本文将从当前MES发展的现状和其技术难点入手,分析其关键技术,提出相应的解决方案,并进行MES软件的设计与实现。本文在阐述车间作业调度问题的基础上,指出该问题的相关难点。针对车间难以统一进行数学建模的问题进行了相应的分析,并建立了的一个具有良好适应性的数学模型。为了解决车间作业调度问题,本文分为两步走。首先,本文研究了现有解决车间作业调度问题的算法,分析了算法的效果,并尝试在一种粒子群优化算法的靠拢和变异机制,提高了算法的效果。其次,本文在分析了遗传算法,粒子群优化算法以及模拟退火算法的设计思想基础上,提出了一种局部搜索与全局搜索并行的算法思想,用以解决车间作业调度问题。在研究了调度算法的基础上,本文设计并实现了一种MES,其主要由车间排产子系统,数据采集子系统,刀具管理子系统以及编辑仿真子系统组成。本文主要从相关系统的作用,软硬件架构以及操作流程入手,对各个子系统进行研究实现。