实际生产系统中,生产调度和设备维护之间存在耦合关系,生产调度作业会使机器负荷发生变化,降低机器的可靠性和稳定性;而维护虽然抢夺了机器的运作时间,但是它保证了机器长时间的可靠运行。对生产调度和设备维护的集成问题进行研究,解决它们之间的耦合矛盾,建立符合实际生产的优化模型并求解,对于指导现代制造企业的生产实践具有非常重要的意义。为此,本文主要进行了以下研究:首先,针对周期预防性维护的单机系统,构建了工件不可中断情况下的集成优化模型,设计了两阶段的启发式算法(Two Stage Heuristic Algorithm,TSHA)来求解模型,并通过对比实验对算法TSHA的优劣性进行了评估。然后,针对动态预防性维护的堕化单机系统,引入了役龄的概念来描述机器的老化程度,考虑了小修、大修和更换三种维护策略,依据机器役龄的变化来调整维护周期并选择恰当的维护策略。针对模型的特点,设计了一种基于批次工件排序的改进遗传算法,并通过实验与枚举算法及传统遗传算法进行比较分析,实验结果表明,生产调度和设备维护联合优化的结果比独立优化的结果更优,可以大大减少生产和维护的总费用,使得企业整体利益最大化。最后,以华中科技大学自动化学院与华工赛百数据系统有限公司合作搭建的自动包装流水线为实例,应用本论文的算法和模型为其排产管理系统的优化提供指导。