随着社会经济的发展,客户的需求不断多样化,产品种类和需求的频繁波动给车间生产运作计划带来了挑战。混流制造从产品、资源和工艺的角度出发,将产品根据工艺相似性进行成组,在产能平衡基础上配置相应的生产单元以提高生产运作效率,降低生产控制的难度。因此本文以单元化制造技术为理论支撑,围绕混流制造中的生产单元构建问题及其调度问题展开相关方面研究工作。本文将基于单元化制造的混流制造分为三层,分别为规划层、重构调整层和调度控制层。在混流路径与单元规划层初始阶段,根据制造业不同特点,存在两种规划模式:(1)面向产品混合比和需求负荷在一定周期内相对稳定的产品系列的混流路径规划,即长周期下物理单元构建或重构;(2)面向产品种类高度动态,产品需求波动高度频繁的产品系列的动态混流路径规划,即中短周期虚拟单元重构。本文考虑高度动态产品类型的路径规划场景需求,引入单元化制造技术,兼顾零件跨单元次数最少和单元间的负荷均衡两个目标,对存在机台冗余情况下的混流路径规划进行了较为深入的研究。针对该问题本文建立了数学模型,根据该问题的特点设计了双层编码形式,最后采用遗传算法进行求解,通过实际算例验证了本方法的可行性。针对单元层次上的生产调度问题,本文考虑了在离散制造车间中,零件由于工艺不同和资源约束产生的存在跨单元机台共享的单元调度问题,建立了相应数学模型,并针对该问题提出了分散搜索算法,将该算法与遗传算法中的交叉操作相结合提高了算法的有效性。最后利用Matlab进行算法开发与算例测试,验证了本算法的有效性。最后作为上述研究成果的应用示范,本文以某阀门公司A企业为例,借助排产软件Xplanner,建立了生产单元构建后的车间整体生产实施计划方案,并取得了良好的效果。