热处理是模具制造过程的瓶颈工序,有效控制热处理生产不仅可以提高设备利用率、缩短产品制造周期和提高产品按期交货率,而且对节能减排和控制制造成本也起到重要作用。淬火和回火是热处理车间主要加工工序,其生产过程具有流水车间批调度特征。本文在考虑工件存在重量、到达时间、交货期和优先级等多种差异情况下,研究了模具热处理车间的调度机制、优化模型和调度算法。本文遵循从基础到复杂的原则将研究内容分成四个模块。首先,将模具热处理车间分为两机流水车间、柔性流水车间和可重入流水车间,分别研究这三种生产环境下的优化模型和调度算法。然后,在考虑工件外协加工和工件到达时间不确定性的情况下,提出了分层生产调度机制,并构建各层次相应的调度算法。各模块研究内容如下：(1)以两机流水车间为研究背景,分别以最小化makespan、最大拖期量和总拖期量为调度目标,各自建立相应的线性整数规划数学模型,并分别构建最优解算法以提高数学模型的计算效率。通过小规模调度实例说明数学模型和调度算法都能求得最优调度方案。并随机产生大规模调度实例,对比说明最优解算法比直接求解数学模型有更高计算效率。(2)以可重入流水车间为研究背景,构建以最小化makespan为调度目标的线性整数规划数学模型,通过小规模算例验证数学模型的有效性。为了求解大规模调度问题,构建了两种改进启发式算法和一种新的构造启发式算法,并分析三种算法的计算复杂度和新构造启发式算法的最坏情形界。通过大规模数据对三种算法进行对比,结果显示新构造启发算法具有良好运算性能。(3)以两阶段柔性流水车间作为研究背景,考虑了不相容工件族和差异工件。构建了以最小化加权总拖期量为调度目标的数学模型。提出了两种改进启发式算法和一种构造启发式算法,并分析三种算法的计算复杂度。将这三种算法的调度结果和另一种规则算法作比较,通过产生随机数据进行验算,实验结果显示新构造算法不仅有较快运算速度并且有良好运算结果,满足企业实际需求。(4)以柔性流水车间为研究背景提出了分层生产调度机制,其中考虑了不相容工件族、工件外协加工和工件到达时间的动态不确定性,并以最小化制造成本作为调度目标。三个决策层次分别为：平衡车间产能与需求、淬火阶段上机计划和回火阶段上机计划。分别构建了三个决策层次相应的调度算法。通过设计大规模仿真实验,验证所提调度策略和其它调度策略相比的优越性。