本文以面向离散制造业的MES主体功能为研究对象,对若干与之相关的关键技术作了理论和应用方面的研究。论文研究了 MES排产的复杂业务需求(如MES生产过程数据的约束、排产方向、制造资源的不同任务执行模式、工序复杂接续关系等)在遗传算法(GA)设计中的实现方法,以及为了与MES计划任务模型相适应遗传算法和多邻域算法(VNS)各部分的设计问题,并以此为基础提出了求解MES排产问题的混合遗传算法。设计并实现了一个MES详细生产计划排产系统,经过实际生产数据排产的实验,验证了该排产算法和系统的有效性。论文研究了在协同制造环境下MES协同制造任务的管理方法。探讨了基于混合遗传算法的排产算法中协同制造资源的建模和协同制造任务的染色体解码算法设计,在此基础上提出了协同制造任务的计划排产算法。通过将该算法与MES生产过程管理和ERP外协管理功能集成,提出了一种有效的基于MES的协同制造任务的管理方法。论文研究分析了面向离散制造的MES数据统计功能对数据源数据结构的要求,设计了面向统计分析的数据仓库的数据模型,并设计实现了 MES业务数据与数据仓库之间的集成接口。探讨了 MES数据统计分析在基于约束理论的生产过程改进,生产计划排产改进和质量管理改进方面的应用方法,并给出了对应的实现方案。设计并实现了一个B/S架构的MES数据统计分析系统。论文研究了面向离散制造的MES如何在功能定制时维持系统稳定性的问题,在五层逻辑架构基础上,应用可移动业务对象技术和抽象工厂模式,实现了 MES业务逻辑与界面功能的分离和已有功能对功能扩展开放、对功能修改关闭,提高了系统在功能定制和扩展时的稳定性。论文的研究成果已用于面向离散制造的MES系统的开发实践中。通过介绍该MES的系统架构、功能和企业实施情况,说明了本文研究成果的实用性。