随着自动化、集成化制造设备的普及,以及产品与客户个性化需求的契合度和响应速率成为影响客户选择的重要指标,以客户为中心的客制化生产模式在以定制型装备制造业为代表的多个制造场景中扮演着重要的角色。虽然,客制化生产模式能满足高个性化需求场景下的快速响应的要求,但也意味着需要面临来自市场需求不可预测、订单高度差异化及大规模订单等多重挑战。对此,不仅需要对诸如加工设备、运输设备等车间硬件进行柔性化处理,还需要对车间调度策略展开研究。作为定制型装备制造车间中的重要组成部分:自动化加工单元,因其具有高度柔性、加工效率高等优势而广泛存在与各生产车间。虽然,自动化加工单元已经具备高灵活性的特点,但在高度客制化产品需求模式下,加工工艺刀具需求多样性增加,因加工中心刀库的容量有限,加工过程中必然存在换刀。研究高效的刀具的配置方案,可以减少不必要的刀具切换,达到高效的利用资源,从而提升车间生产系统产出效率。基于此,本文从以下几个方面展开研究:首先,对某企业重载汽车冲压模具智能产线运作过程进行详细分析,结合智能产线的刀库层级和自动化单元的换刀流程,对自动化单元刀库配置问题进行描述、总结问题特征、提出问题假设并建立数学模型,考虑问题复杂度后提出求解思路。其次,根据实际生产环境,以模块化方式搭建出基于Plant Simulation的自动化加工单元仿真平台,并对其参数进行设置。分析现有的求解方法并结合问题自身的特点,将自动化单元刀库配置问题拆分为两个相互耦合的子问题:任务调度子问题和刀具调度子问题。在此基础上构建基于任务调度规则和刀具调度规则的启发式调度算法框架,通过该调度算法框架提出多种组合算法,将组合调度算法嵌入仿真平台。然后,在仿真平台的基础上设计仿真实验生成仿真算例。针对建立的性能指标和影响因子,采用提出的组合调度算法运行仿真模型,对仿真结果进行统计分析,得到组合规则在不同的环境因素下的适应性特征。最后,将研究成果应用于实际的生产,将其转化为刀具调度模块,并将其嵌入到刀具管理系统中,为智能生产线进行调度决策提供支持。