随着社会的快速发展,能源问题的日益突出。机械制造业作为国民经济的重要支柱产业,面临着能耗量大、能量利用率低、碳排放量大等严峻问题。作业车间调度作为机械制造生产的重要组成部分,是降低机械制造车间总能耗、提高车间能效的重要手段,探索车间调度过程中的能耗构成特性,研究能耗优化调度方法是我国机械制造业可持续发展的必然选择。本论文在国家高技术研究发展计划(863计划)课题“机床产品机械加工制造系统能效优化提升技术及应用”(编号:2014AA041506)和国家自然科学基金面上项目“面向广义能量效率的数控加工工艺规划理论与方法研究”(编号:51475059)的资助下,对多工艺路线柔性作业车间能耗优化调度方法及支持系统进行了研究,可为我国机械制造企业的能源高效利用提供理论参考,因此,具有重要的研究意义。首先,分析了柔性作业车间中工件加工过程能耗特性;然后基于车间调度过程中的能耗构成特性,建立了以车间总能耗最低和完工时间最小为优化目标的多工艺路线柔性作业车间分批优化调度模型;最后基于多目标模拟退火算法对模型进行优化求解。其次,考虑到刀具、切削液等对车间总能耗的影响,引入机械加工车间广义能耗的概念,并分析了柔性作业车间调度过程中的广义能耗特性;然后建立了面向广义能耗的多工艺路线柔性作业车间分批优化调度模型;最后通过MOSA对能耗模型进行求解。然后,基于提出的多工艺路线柔性作业车间能耗优化调度模型与方法,设计了一套机械加工车间能耗优化调度支持系统。阐述了支持系统的总体框架、工作流程及主要功能模块。最后,分别对面向能耗的多工艺路线柔性作业车间分批优化调度方法和面向广义能耗的多工艺路线柔性作业车间分批优化调度方法进行案例验证,将优化调度方案与多种调度等方案进行对比验证了模型的准确性与有效性;并将机械加工车间能耗优化调度支持系统在机械加工车间进行应用实施,验证了系统的实用性和可靠性。