流程工业在世界经济中占很大比例,是许多国家的基础产业和支柱产业。随着市场需求的变化,其生产过程逐步向多产品批处理生产方式转化。多产品批处理方式固有的灵活性使得其效率和效益很大程度上依赖生产计划的编制和调度方案的确定。然而,其生产调度问题是复杂的优化问题,现有的理论和方法不能很好的解决,迫切需要研究多产品批处理调度问题的建模和优化技术,探索寻找更好的调度方法,以指导企业实践、降低企业运营成本、提高企业管理水平。多产品批处理生产调度中各产品的物料按照相同的生产工艺依次连续通过各阶段的设备进行加工,当各阶段连续生产时类似于离散过程经典Flow-Shop调度问题。本文在以往研究的基础上对多产品批处理生产调度问题用PSO算法求解方面做了相关探索性研究并将研究应用于铝锭生产制造过程当中,探求解决实际问题的方法,为企业生产管理系统提供理论基础。首先,将各阶段由单一设备连续加工的多产品批处理调度问题转化为经典一般Flow-shop调度问题,对其建模方法进行研究,然后运用三种方法求解问题。其中,前两种方法是以往学者基于连续建模思想建立混合整数规划模型求解的方法。第三种方法是提出一种改进粒子群算法求解,算法中引入双向搜索策略改善了PSO易陷入局部最优而丧失种群多样性的缺陷。通过算例验证,传统的模型在求解小规模问题性能较好,而在大规模问题时,PSO算法是求解问题比较有效的方法。其次,在以上研究的基础上将问题进一步向实际生产环境拓展,研究了各阶段由并行设备协调生产的多产品批处理调度问题。由于加入了并行设备的选择而使问题相对于单一设备问题更加复杂。将其转化为经典的混合Flow-shop调度问题,在一般Flow-shop调度问题建模的基础上建立模型,并提出一种结合单纯形搜索和粒子群算法优势提高算法求解能力和效率的改进粒子群算法。并用一类经典实例测试验证,将算法的计算结果与文献中的模型计算结果比较,得出随着问题规模的增大,传统模型难以求解且解的质量不高,而在处理大规模的问题中,PSO体现出了优良性能。再次,基于以上研究对现代铝工业生产进行了简要描述和分析,根据实际生产流程对生产工艺过程简化处理,提取某铝厂由铝土矿生产工业用铝锭的生产过程,分析处理后将其抽象为一个各阶段并行设备协调生产的多产品批处理生产模式,然后用批处理方法对产品各阶段进行分批、计算确定对应批次的加工时间和能耗,最后将其转化为经典混合Flow-shop调度问题,从节能角度出发建立以最小能耗为调度目标的数学规划模型,调用与单纯形法混合的改进PSO进行求解,将求解结果与基本GA结果进行对比分析,进一步验证了PSO的优越性和其解决此类调度问题的能力。最后,总结了全文,展望了所研究问题未来的发展和应用。