随着客户需求多样化、个性化,机加工车间开始采用大规模定制生产模式,所生产产品的品种切换更加频繁,机器负载变动愈发加大,常出现机器堵塞或缺料停机等状况,对生产稳定性和生产效率等均造成不良影响。针对此类生产情形,需实时、客观地评估机器瓶颈的变化情况,研制具有自适应瓶颈调控能力的生产调度方法,有效引导瓶颈迁移、均衡机器负载及平顺生产作业,使调度方案顺应于机器瓶颈变化,从而获得综合性能更优的调度方案。故此,本文提出基于自适应瓶颈调控的机加工车间调度研究,从自适应瓶颈调控框架、基于该框架的机加工车间调度与重调度模型和算法等方面,进行深入探讨,以期达到高效、平稳、均衡生产的目标。具体包括:首先,提出一种具有普适性的面向负载均衡的自适应瓶颈调控框架。其中,综合利用机器利用率、负载和平均活跃时间等指标,基于优劣解距离方法建立瓶颈度评价体系,实现各机器瓶颈程度的有效评价。提出将瓶颈度嵌入到生产调度中,在生产管控的同时调整各机器负载程度,也实现瓶颈的自适应调控。该框架根据瓶颈程度修正调度方案,能保证当前的调度方案和瓶颈程度相匹配。测试案例表明,所提出框架能改善机器负载的均衡程度,减少瓶颈和潜在瓶颈的负面影响,从而提升生产效率。其次,针对考虑固定瓶颈的机加工车间调度问题,研究生产效率和机器负载同步优化的基本方法。首先,分析固定瓶颈与作业任务之间的关联关系,寻找降低瓶颈机负载的可能性。其次,以固定瓶颈利用率为限制条件,构建以制造周期和最大机器负载最小化为目标的生产调度模型。提出人工蜂群优化算法求解该问题。测试案例证明了所提出模型和算法的有效性。针对考虑多品种生产时瓶颈漂移的机加工车间生产调度问题,研究自适应瓶颈调控框架下的生产效率和机器负载同步优化方法。将各机器的瓶颈度以约束条件和目标函数方式融入生产调度模型,以限制机器最大负载、提升负载均衡性。通过机器负载分配与工件加工顺序的协同优化,形成融合自适应瓶颈调控的车间调度模型。针对该问题,提出改进的候鸟迁移优化算法,增加问题特征导向的初始化、邻域结构和竞争机制,强化算法的局部和全局搜索能力。实验结果表明,所提出的方法能够有效减少瓶颈漂移的影响,且所提出的模型和求解方法是有效的。针对考虑瓶颈漂移和紧急订单的机加工车间生产重调度问题,研究自适应瓶颈调控框架下、能响应订单变化的生产效率和机器负载重优化方法。针对紧急插订单,分析完全重排、部分重排两种策略及各自的适用范围,构建对应的混合整数规划模型。根据问题特性,设计一种深度改进的候鸟迁移优化算法,其中,所提出的启发式初始化机制及强化联合邻域结构,能提升初始解性能及局部探索能力;所提出的基于队列重组的竞争机制,能提升算法的全局优化能力,最终促使算法在探索能力与利用能力之间实现平衡。实验结果表明,尽管存在瓶颈漂移及紧急订单,该方法亦能在提升生产效率的前提下,提升机器负载均衡性。最后,针对某阀门零部件机加工车间,深入分析其生产特性,将其总结为考虑固定瓶颈和瓶颈漂移的柔性作业车间实例。结合实际生产数据,基于上述理论成果,采用本文所提出的改进人工蜂群算法和候鸟迁移优化算法进行求解,以验证所提出理论和方法的可行性与有效性。