随着自动化技术、现代信息技术的发展应用,制造业生产模式正在向信息化、智能化转变,传统生产车间正逐渐向数字化车间转型升级。齿轮作为一种广泛存在于汽车、机床、航空航天等领域的机械零件,需求量日益增长。齿轮加工车间亟需数字化管理手段提升车间生产管理效率、降低车间资源消耗。为此,本论文针对多品种大批量齿轮加工数字化车间生产管理系统进行了研究。首先,针对多品种大批量齿轮加工车间特点和存在的问题,完成了齿轮加工车间生产管理系统的需求分析,建立了一种包括设备层、数据采集层、功能层和人机交互层的齿轮加工数字化车间生产管理系统的总体方案,并给出了系统的功能结构。然后,对多品种大批量齿轮加工数字化车间生产管理系统的关键技术进行了研究。针对多品种大批量齿轮加工车间生产调度问题,建立了一种考虑加工能耗和完工时间的多目标生产调度模型;针对齿轮加工车间设备故障、质量异常、物流延时、订单变更等异常事件导致的重调度问题,建立了考虑加工能耗、完工时间和设备偏离度的多目标重调度模型,提出了一种结合局部搜索的多种群遗传算法,通过测试案例验证了上述模型和算法的有效性;针对多品种大批量齿轮加工车间设备故障种类多、及时快速处理难度大等问题,给出了一种基于知识库的齿轮加工数字化车间设备故障管理方案,首先总结齿轮加工车间常见设备故障特征、故障产生原因及其维修方案,然后通过建立它们之间的关系形成齿轮加工车间常见设备故障案例知识库,最后通过设备故障特征推理齿轮加工车间设备故障维修方案,以支持齿轮加工车间设备故障的高效解决。最后,在上述研究基础上,结合某集团轿车齿轮加工车间数字化建设实际情况进行了生产管理系统的开发,该系统可以实现生产任务管理、生产调度管理、设备故障管理、换刀监控管理、质量监控管理等功能,对促进传统齿轮加工车间的数字化升级和智能化转型具有重要的实用价值。