智能制造技术是我国制造业从低端、低效转向高端、高效、高质量发展的技术基础,其核心要义是统筹企业各生产资源并进行科学、高效配置。数控刀具在机械制造过程中的作用越来越大,刀具的效率、成本逐渐成为了影响整个生产效率的重要因素。现有刀具种类繁多,管理模式混乱,极易造成刀具丢失,劳动重复率高。模块化刀具具有良好的互换性、多样灵活的组合方式等优点,在机械加工型企业的应用越来越广泛。而在刀具调度方面,多数还停留在“整体式刀具”思维以及忽略了刀具资源对生产调度的影响,造成企业刀具占用了过多资金,或直接影响了生产过程。为此,将数控刀具资源作为约束,研究其与加工设备集成的调度问题,将能更好的在满足生产组织的条件下,实现刀具和设备资源的优化配置,从而使生产作业计划更加科学、合理。研究对提高传统机加车间的刀具、设备资源的优化,提高生产效率和降低生产成本具有较好的学术意义和工程应用价值。主要内容如下:首先,对刀具的模块化优缺点进行了分析,研究了刀具模块的分类、刀具模块的关键属性与组合约束关系,对刀具模块的编码以及编码原则进行了设计,对基于RFID下的刀具管理技术进行了研究,为数字化车间刀具与加工设备双资源约束下的调度管理打下基础。其次,以NSGA-II算法为基础,将加工成本和完工时间作为优化目标,建立了一种考虑数控刀具约束的加工设备静态调度模型。运用ROV规则对工序、机器、刀具进行三段式编码,提出一种基于回退机制与刀具组拆预判的NSGA-Ⅱ改进算法,运用精英保留策略避免迭代期间最优解的丢失。该算法弥补了现有刀具调度方案与算法的不足,并运用AHP-FE方法寻找Pareto解集中的最优解,生成最佳调度方案。再次,进一步分析考虑数控刀具约束的加工设备动态调度问题,对车间常见的扰动因素进行了分析,以加工成本和完工时间为优化目标,建立了一种考虑数控刀具约束的加工设备动态调度数学模型。给出扰动事件评估方法和处理流程框架;利用改进的NSGA-Ⅱ算法进行重调度方案的优化,并针对机器故障动态调度场景、刀具模块故障动态调度场景、紧急插单动态调度场景进行了仿真分析。最后,基于上述研究成果,对刀具调度管理系统进行设计和开发,分析了系统的功能性需求、非功能性需求,介绍了系统的研发目标、业务流程、数据流程等,开发了刀具调度管理系统,并用于某制造企业的机加车间,取得了较好的应用效果。