生产制造系统是实体企业生存的基石,它是集物流控制、生产管理、信息交流等技术为一体的复杂系统,一个高效顺畅的生产制造系统对增强企业的市场竞争力起着重要的作用。对于这样的复杂系统,如何客观地评判和优化系统的整体性能成为系统研究领域的重要问题。柴油机装配线属于典型的生产制造系统,本文以190系列柴油机装配线为研究对象,对装配线系统的建模、分析与优化问题进行研究。本文通过系统建模与仿真技术构建出柴油机装配线的仿真模型,以仿真结果为依据并结合装配线实际运行状况对系统的整体性能进行分析和优化,并提出了具体的优化方案,为企业实际生产系统的改进和资源调配提供决策参考。首先,本文对柴油机装配线系统的特征、装配的基本要求和Petri网基本理论进行了深入分析,通过调研整理出柴油机的装配工艺流程,在此基础之上,依据分层建模的思想,从装配流程的角度出发构建了装配线的顶层Petri网模型,以装配工序为基本单元构建了基于工序的Petri网模型,并按照自底向上的方法构建了装配线系统的Petri网模型,然后分别对模型的有效性进行了验证,完成了对装配线系统运行过程的定性分析。其次,利用误差界限法和Arena输入分析器对收集的生产数据进行了处理,通过构建Petri网模型向Arena模型的映射规则,并设定建模约束条件,完成了Petri网模型向Arena模型的转化,然后利用相关性理论对模型与实际装配线系统的相关性进行了验证。最后,通过定量分析仿真结果,找出了柴油机装配线系统存在的具体问题。针对装配线不平衡的现象,本文提出了以线性规划法和遗传算法为基础的两种优化方案,利用Lingo和Matlab软件实现了上述方案,然后通过综合比较确定了最佳的优化方案;另外,对装配线的瓶颈工位进行了改善并总结出装配线系统的全局优化方案。通过对装配线系统的建模、分析与优化研究,使系统的平衡率得到提升,装配线生产效率得到提高,装配线系统运行过程更加流畅。本文所采用的研究方法和研究结果不仅对本文的研究对象有直接的理论意义和实际意义,对其他装配线系统的建模与优化研究也具有一定的参考价值。