生产调度、设备维护和质量控制策略的合理制定,对提高企业竞争力有着重要作用。为解决实际生产中工件调度、预防性维护和质量控制之间的互相影响和互相制约问题,合理制定最优生产方案,论文从协调交货期指标、成本指标和质量指标出发,对单机系统和流水线系统环境下的生产调度、设备维护和质量控制进行集成优化研究。首先将单机系统作为研究对象,提出了一种两阶段集成优化方法。利用控制图对生产过程进行监控,建立质量和预防性维护集成模型联合优化控制图参数和预防性维护周期。在此基础上,建立生产调度与预防性维护集成优化模型决策预防性维护的位置和工件加工顺序,并设计遗传算法对该集成模型进行求解。进一步分析了控制图参数的变化对成本的影响特性以及输入参数对成本的影响程度,为生产决策者提供了更多的选择。最后,在相同参数条件下通过与单阶段决策模型实验对比,验证了所提出的两阶段集成优化模型的有效性。论文进一步对流水线生产模式下的生产调度、设备维护和质量控制集成优化问题进行研究。为细化方案,设定不同的预防性维护水平,并建立了不同维护水平和工作时间下的设备役龄评估函数。针对休哈特控制图对小偏移不敏感的特点,引入累积和控制图,并通过马尔科夫方法对累积和控制图的运行链长进行求解。在充分考虑生产、维护和质量三者相互影响关系的基础上,以最大完工时间最小化、维护和质量控制成本最小化及成品率最大化为目标函数,建立生产调度、设备维护和产品质量联合优化模型。基于决策变量和目标函数之间耦合关系的分析,设计了一种基于NSGA-Ⅱ改进的多目标并行优化算法对模型进行求解。算例实验结果表明在相同的条件和参数下,该模型在最大完工时间、维护和质量控制总成本和成品率方面都要明显优于已有的生产调度和预防性维护集成优化模型。最后,针对不同生产场景,基于多目标算法评价指标,对不同算法求解所得到的非支配解集的进行比较和分析,对比结果验证了本文所提出的算法的有效性。