Диссертационное исследование посвящено решению актуальной научно-технической задачи повышения качества корпусных изделий, получаемых методом литья по выплавляемым моделям, за счет разработки и внедрения автоматизированной системы научных исследований (АСНИ) управления технологическими параметрами. В работе представлена новая комплексная имитационная модель распределения температурных полей в процессе затвердевания сплава, отличающаяся учетом коэффициента теплопередачи, приближенного к реальным производственным условиям, что позволяет с высокой точностью прогнозировать зоны образования потенциальных дефектов. Разработана методика получения регрессионных математических моделей времени кристаллизации и оценки уровня дефектов на основе полного факторного эксперимента, проведенного в среде численного моделирования ProCAST, учитывающая температуру сплава и формы, а также скорость заливки. Предложен алгоритм функционирования АСНИ, интегрирующий имитационное моделирование и оптимизацию технологических параметров для автоматизированного управления процессом литья высокопрочных сталей. Достоверность полученных результатов подтверждена экспериментальной апробацией и внедрением АСНИ в производственный процесс изготовления корпусных изделий в условиях литейного цеха АО «Красмаш», что позволило снизить уровень брака и обеспечить высокое качество выпускаемых корпусных изделий.