生产系统的预防性维护和生产计划的合理制定,对企业的经济效益和市场竞争力有着重要影响。现代制造业多品种小批量生产成为主流趋势,拉式生产理论应运而生,能否准时交货,减少库存浪费,成了评判企业效率的标准之一。而设备故障又是影响生产计划正常执行的主要因素,通过合理运用优化理论和博弈理论,解决生产计划和预防性维护计划之间的耦合矛盾,构建有效的联合调度策略和模型,对现代制造企业起着举足轻重的意义。本文从拉式生产的需求出发,基于生产计划和预防性维护计划之间可能产生的冲突矛盾,综合考虑了设备的故障相关性,重点研究了单设备和流水线系统下,以准时交货和维护成本为目标的预防性维护计划和生产调度的联合优化问题,以及当优化方法不能运用时,通过博弈协作解决两者冲突的问题。本文主要研究内容包括以下几个方面:(1)本文将生产计划和预防性维护计划联合调度的文献进行分类,并对各类别的主要研究成果进行了详尽的总结和统计,分析了已有文献的进展和不足之处。(2)针对单设备生产系统,引入交货期时间窗概念,构建基于交货期时间窗的预防性维护和生产调度联合优化模型,综合考虑了简单维修和更新两种维护方式,将启发式算法与遗传算法相结合,有效地解决了联合优化的求解问题。通过实例计算与分析,验证了模型和算法的有效性和先进性。(3)针对流水线生产系统,构建弹性周期的预防性维护和生产调度多目标优化模型,以工件提前/拖期生产惩罚成本和维护成本之和为优化目标,设计了三维度遗传算法对优化模型进行有效求解,得到最优的工件加工序列和预防性维护序列,通过实例对模型有效性进行了对比和分析。(4)考虑加工工件可中断情况下,构建生产计划和预防性维护博弈协作模型,预防性维护计划可以发生在工件加工前后,也可以在生产的任何时间点进行,通过逆向归纳法求得模型的纳什均衡解,并通过蒙特-卡洛仿真进行实例分析,验证了模型的有效性。综上所述,本文研究面向准时交货的设备预防性维护与生产计划联合优化和博弈协作方法,对于解决目前拉式生产系统下生产和维护的耦合矛盾,具有一定的理论指导意义。