在船舶制造中，分段建造过程占整个船舶建造过程的三分之一以上，对造船效率的影响至关重要。根据几何形状的不同，船体分段分为平面分段和曲面分段。平面分段由于生产数量较大，相似度高，先进船厂采用流水线的生产方式。而曲面分段由于数量较少，特异性大，尚难采用流水线方式进行生产，大多仍采用固定在胎架上非流水的方式，国内船舶企业曲面分段的生产仍为传统的工艺专业化生产方式，生产效率低下。因此，深入研究曲面分段的生产组织问题，对提高造船效率，具有重要意义。本文以南通某船舶制造企业为研究对象，分析了船舶曲面分段生产的现状：生产作业小组划分比较粗放，简单的按照单一作业类型划分；作业小组的人员分配和生产调度单纯依靠作业小组长的经验；可移动设备管理混乱，一些关键资源如重型起重机的使用也是按照作业人员经验在使用前安排，当多个曲面分段同时需要访问关键资源时，容易造成生产混乱。因此，建立了适应曲面分段作业车间生产制造特点的生产组织模式：利用虚拟流水线原理和造船成组技术建立船舶曲面分段车间虚拟流水线生产组织系统，从作业小组的构建问题、生产节拍的确定问题、工序同期化问题、瓶颈资源冲突的消解问题和曲面分段空间布置问题这五个方面分析实现船舶曲面分段虚拟流水线的关键技术。构建了以曲面分段最短制造周期为目标的混合流水线模型；并用混合粒子群算法对模型进行求解，结果显示对曲面分段建造的效率有明显提高。虚拟流水线生产组织对飞机、桥梁等大型、重型产品的制造过程同样具有借鉴意义，具有良好的应用前景。