工艺优化是合理安排产品制造工艺、节约制造资源、保证产品质量、提高生产效率、降低制造成本的重要手段。加工路线优化是工艺优化中的关键技术也是难点之一。本文在对国内外CAPP系统以及工艺方案优化问题研究现状分析综合的基础上,按照分层规划的思路进行加工路线优化:首先将各加工特征的加工方法链组合成整个零件的加工方案,然后按照辅助加工成本最小的优化目标和工艺约束规则进行加工路线排序,得到零件的主干加工工艺路线后,插入辅助工序从而形成完整的工艺加工路线。在分析了简单遗传算法的特点和不足的基础上,应用“父代参与竞争的联赛选择”机制并融入模拟退火的交叉变异操作,通过典型测试函数检验了改进的效果。以加工精度最高、加工方法种类最少和加工方法链最短为优化目标建立了加工方法组合的数学模型;讨论了工艺约束的内容和邻接矩阵的处理方法,在对箱体类零件典型加工路线分析的基础上,根据加工特征的类型和性质确定各加工元的优先权,并以机床、夹具、刀具变换等辅助成本最小为优化目标建立加工路线优化的数学模型;分析了孔群加工路径规划的特点,按照刀具进行时间最短为优化目标建立其数学模型。分别设计了以上模型对应的编码方式和遗传操作,运用改进的遗传算法求出模型的优化结果,并以实例进行了验证。设计与实现了加工路线优化的功能模块,对工艺优化原型系统的结构和界面做了简要介绍。