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针对大规模机加工线平衡问题在求解过程中存在算法复杂、效率较低等问题，提出一种针对缸体类零件加工特征的层次聚类方法。为有效减少加工元种类，对缸体类复杂零件特征进行转化，以加工元为最小单位，依据加工元间的相似度值，应用层次聚类方法进行聚类分组。以节拍、平衡率为优化目标，构建基于层次聚类的线平衡问题求解模型，并利用改进的遗传算法进行优化求解，交叉变异算子采用自适应策略，避免遗传算法陷入局部最优。最后以某企业发动机缸体为研究对象验证了方法的有效性。