随着《中国制造2025》的提出,在提高生产加工设备性能的同时,发掘物流潜力,改善生产物流系统水平,已成为生产现代化的重要目标。装备制造业是为国民经济各领域及国防建设提供基础性和战略性技术装备的产业,其发展水平影响着国民经济的发展,特别是工业的发展。中国作为制造业大国,当前存在的最主要的问题是低效率的物流系统无法适应高效率的生产制造系统,因此提高生产物流系统水平是我国制造企业发展的重要因素。轨道交通装备制造业作为制造业的重要分支,其发展水平对国家的综合竞争力有着直接的影响,因此提高我国轨道交通装备制造企业生产物流系统水平势在必行。作为复杂产品的高速动车组转向架,其装配质量的好坏和装配效率的高低对高速动车组的全生命周期有着重大影响。论文以CRH2型高速动车组动车转向架装配车间装配线生产物流系统为研究对象,基于Petri网对其进行建模,并通过PIPE软件验证了该系统Petri网模型的正确性。然后将Petri网模型转换为Witness仿真模型,通过对仿真试验结果的分析,发现了影响转向架装配车间装配线生产物流系统生产效率的瓶颈问题,并采用优化启发式手工搜索法对其进行了平衡优化。为了确保平衡优化的效果,同时选用排位权值优先原则和最大候选法优先原则分别对其进行了平衡优化,并在仿真平台上进行了验证。为了确保装配线平衡优化效果,选用线性规划方法对优化效果进行了同步分析。论文开展了以下研究工作:(1)梳理了生产物流系统建模、仿真和装配线平衡优化的国内外研究现状,结合转向架装配线生产物流系统,概述了生产物流系统建模、仿真及平衡优化的相关理论。(2)针对Petri网和Witness在生产物流系统建模仿真中存在的优缺点,把Petri网和Witness结合起来对生产物流系统进行研究,集成了两者的优点,能更好地对生产物流系统进行建模和仿真。(3)针对很多文献只是在对生产物流系统进行建模和仿真分析后找出存在的瓶颈问题,或提出改进建议,但对其进行的优化研究还不够。因此,论文对线性规划方法、遗传算法和启发式算法三种不同装配线平衡优化方法进行了比较和分析,然后选择启发式算法对转向架装配车间装配线生产物流系统进行平衡优化。(4)为了确保平衡优化的效果,对传统启发式算法进行了优化改进,并采用优化启发式手工搜索法中的排位权值优先原则和最大候选法优先原则分别对系统进行了平衡优化,通过比较两种优化原则的优化效果,以及与案例企业转向架装配车间装配线优化前的相关指标进行对比,在仿真平台上验证了两种优化原则对转向架装配线平衡优化的有效性。为了确保装配线平衡优化的效果选用线性规划方法对优化效果进行了同步分析。