近几年来我国的汽车工业飞速发展，汽车的年销售量及生产量呈倍数增长。国外知名汽车品牌更是看好中国市场及中国汽车行业的制造能力，纷纷与中国汽车企业合资办厂，在进一步降低生产成本、运输成本的同时以求得更多的产量与销量。据统计，制造业中装配工作量平均占产品生产工作量的45%，而费用约占制造总费用的30%。因此解决装配环节的效率和成本问题是保持企业市场竞争力的重要手段之一。发动机作为汽车的核心部件，体现了装配工艺和制造装配技术。本文以S公司发动机总装线为研究对象，对其进行装配线生产系统建模及改善研究。本文根据Petri网的建模规则建立了该生产线的Petri网模型，并基于实际系统及Petri网模型到Flexsim模型的映射，建立了Flexsim仿真模型。通过运行Flexsim仿真模型得到仿真结果及相应统计图表。通过对仿真结果的进一步深入分析发现了该生产线存在的问题。找出影响装配效率的关键因素，并对其进行优化改进试验。同时确立以生产线平衡手段作为更有效的优化方式以从根本上改善系统的性能，提高装配线产能。基于装配线的平衡目标，对工序作业元素进行重新划分，建立作业元素优先关系。以装配线的生产均衡指数为目标函数，并结合实际分析了一般遗传算法在解决装配线平衡问题的不足之处，提出了改进的遗传算法。通过对遗传算法的进行改进，并运用Matlab实现改进遗传算法，运行程序获得了最优装配顺序及各工位作业分配结果，使生产线获得更好的平衡状态，同时验证该方法的有效性。通过再次进行仿真实验，结果表明生产率优化效果显著。