航母作为搭载舰载机的海上平台,是一项复杂的军事系统工程,其综合作战能力的关键在于舰载机的出动架次率。舰载机在起飞前需要执行一系列的保障工序,因此保障作业效率对其出动架次率有很大影响。由于航母甲板的保障资源有限,环境复杂多变,如何得到一个高效可行的调度方案是近代航母研究中的难点。本文以“福特”级航母作为研究背景,针对舰载机保障作业调度问题展开研究,在柔性作业车间调度问题(FJSP)基础上建立扩展模型,并提出一种混合优化算法GASAT对保障方案进行调度优化,以减少保障作业时间,提高舰载机出动架次率。首先,本文将传统多站式保障模式和一站式保障模式进行比较,以一站式保障模式作为基础,分析保障作业流程及其特征。比较保障作业调度问题与柔性作业车间调度问题,指出两者的异同,并对柔性作业车间调度模型进行扩展,建立可处理柔性和并行工序的扩展模型。然后,本文对遗传算法、禁忌搜索算法和转换瓶颈算法进行分析与融合,提出GASAT算法,来对保障作业静态调度问题进行求解。GASAT算法以遗传算法作为主框架,对种群采用转换瓶颈算法和禁忌搜索算法优化。其中,遗传算法染色体编码采用了三层编码方式,以满足保障工序柔性关系的调度需求;在传统禁忌搜索算法的基础上,对搜索策略和禁忌列表长度进行改进,作为改进禁忌搜索算法应用到GASAT算法中。通过对不同规模的实例进行计算,验证了GASAT算法相对于传统算法的优越性。最后,本文对保障作业中的动态调度问题进行研究,分析由舰载机和保障组造成的动态事件,采用基于滚动窗口的调度策略,将动态调度问题分解为连续的静态调度问题,结合GASAT算法进行求解。通过对包含不同动态事件的案例进行计算,验证了调度方案在动态事件发生之后能够实时调整,保证保障作业过程继续进行。