随着经济全球化的发展，市场竞争越来越激烈，制造企业面临诸多挑战，产品结构日益复杂、需求日益多样化、订单频繁多变，使得复杂制造系统的优化更加困难，对生产过程的计划、调度和组织也提出了更高的要求。在这种情况下，仅仅依靠传统的生产管理和调度技术很难满足企业当前生存和发展的需要。系统仿真技术的飞速发展，给复杂制造系统的设计与优化分析带来的巨大帮助，是解决制造领域规划与优化问题的一种有效的途径。企业为了能在激烈的市场竞争中处于有利位置，实现生产系统的数字化管理势在必行。本文在吸收国内外相关研究成果的基础上，对船用柴油机关键件生产系统仿真及优化实现技术进行了研究，以达到优化产品工艺流程、预测分析车间作业计划、优化组织生产、提高设备利用率、缩短产品生产周期以及提高车间整体生产能力的目标。本文研究内容主要包括以下几个方面：（1）阐述了国内外生产系统仿真技术发展和研究的现状。针对船用柴油机关键件生产系统生产过程中存在的问题，提出了应用生产系统仿真的手段来调高企业的生产管理水平，研究了离散生产系统仿真基本原理、仿真内容及仿真影响因素等，分析了混流型离散生产系统仿真存在的困难；最后在对比分析几款常见仿真软件的基础上，说明了选择Plant Simulation作为本文仿真平台的原因。（2）针对混流型离散生产系统仿真的重难点，从面向对象的仿真建模、复杂调度策略确定、仿真系统分析评价三个方面研究了混流型离散生产系统仿真的关键技术。（3）以某船用柴油机关键件加工车间为应用对象，首先对该车间目前所采用的多品种混流生产方式、生产调度及组织模式进行了分析，并指出生产过程中存在的问题；然后结合车间的仿真需求以模块化、层次化方式建立了该车间的数字化二维及三维仿真模型，并实现了仿真系统控制界面集成；最后运用参数化动态仿真、SimTalk编程、可视化图表、数值统计分析等技术，实现了模型的动态运行，并对生产系统的关键设备利用率、在制品库存、生产能力等进行了统计分析。（4）结合所建立的仿真模型，以该车间某段时间的生产任务为导向，通过仿真运行，实现了对产品工艺路线多种设计方案的评价与改进、车间作业计划的预测分析，以及生产计划在执行过程中的瓶颈分析，针对车间实际提出了相应的优化方案，并对改进前后的生产系统各项性能指标进行了对比分析，由此证明了优化方案的有效性。