在现代工业生产中,生产调度问题是一个比较经典的问题,批处理机调度问题是生产调度问题的一个重要分支。以往研究中,学者们通常假设机器在同一时刻只能加工一个工件,批处理机调度问题允许加工设备在同一时刻加工多个工件。故批处理机调度问题还要决策工件如何进行分批,即批处理机调度问题更复杂,已被证明是NP难问题。生产设备经过长时间使用后会发生损坏,影响整个生产进度。鉴于此,本文研究考虑设备的预防性维护约束的批调度问题,有着理论研究与实践应用中具有重要的意义。本文对考虑设备定周期和变周期预防性维护的单批处理机调度问题进行研究。建立了调度问题的数学模型,设计了蚁群优化算法和改进的蚁群算法。通过实验验证模型的正确性和算法的有效性。具体研究内容如下:首先,阐述了单批处理机调度问题和预防性维护策略的背景及研究意义,同时对当前问题的研究特点和相关问题的求解算法进行了阐述,概括总结了本文研究课题的总体思路。其次,考虑设备定周期预防性维护和变周期预防性维护限制,给出了多目标的单批处理机调度问题的定义,建立了单批调度问题的数学模型。将最小化批次的最大完工时间和最小化批次的提前/拖期惩罚费用为优化目标。再次,设计了蚁群优化算法求解设备定周期预防性维护和变周期预防性维护的批调度问题,给出了蚁群优化算法的各个求解算子,如信息素更新、转移概率值计算等。并对蚁群优化算法进行改进,设计了改进的蚁群算法求解考虑设备定周期预防性维护的单批处理机调度问题。最后,随机生成了不同规模的测试案例,进行仿真实验。为验证算法的性能,设计了选取不同参数进行蚁群算法迭代求解的实验以及应用不同算法求解本文研究问题的实验。实验结果表明本文设计的改进的蚁群算法适合求解定周期预防性维护的单批处理机调度问题,且时效性很好。同时,应用本文设计的蚁群优化算法可以求解考虑设备变周期预防性维护的单批处理机调度问题。