Оптимизация параметров процесса изготовления изделия является одной из ключевых задач технологической подготовки производства. Технологический процесс механической обработки имеет сложную иерархическую структуру. Эффективность оптимизации процесса изготовления изделия напрямую зависит от уровня его детализации и оптимального выбора целевых показателей и параметров управления. В данном случае технологический процесс механической обработки как объект управления можно описать в виде иерархической модели. Таким образом, задача оптимизации технологического процесса механической обработки заключается в определении оптимальных значений параметров управления для каждого структурного элемента (промежуточного состояния объекта управления) иерархической модели управления. Целью работы является разработка иерархической модели оптимизации параметров комплекса рабочих переходов для операций механической обработки. Описана структура иерархической модели процесса изготовления изделия на металлорежущих станках. В рамках разработанной модели выделены пять уровней управления, определены параметры управления для отдельных структурных элементов модели, а также взаимосвязь между ними. Для промежуточных состояний объекта управления (структурных элементов) представлено описание единичных и векторных критериев оптимизации. Представлена практическая реализация разработанной модели управления на примере оптимизации технологических параметров для детали «Втулка». Применение разработанной модели управления позволит повысить эффективность технологического процесса изготовления изделия на металлорежущих станках за счет оптимизации технологических параметров на основе многокритериального анализа на этапе технологической подготовки производства.