U型混合装配线(Mixed-model U-shaped assembly line)作为一种高效率、高柔性的生产系统，在实现标准化产品大规模生产的同时，也能够满足客户多品种小批量的定制需求。合理实施U型装配线是实现精益生产的一种有效方式，能够实现准时化生产并快速响应市场需求。U型混合装配线的成功应用需要考虑两方面问题，即U型装配线的平衡问题和混合产品的排序问题，产品的排序在一定程度上影响着平衡问题。本文对U型混装线平衡与排序问题做了以下研究工作:　　(1)考虑重复作业单元的U型混装线平衡问题。混装线平衡问题是基于组合优先次序图将作业单元分配到不同工作站内，以实现既定的目标。已有研究中广泛应用的假设是认为一个作业单元仅能分配到一个工作站内，而在本文中，放宽了这种限制，允许不同产品所需的相同作业单元分配到不同工作站内。给出了以最小化平衡配置成本为优化目标的平衡配置方法，成本由工作站成本和作业单元成本两部分组成。采用一种蚁群算法进行求解，蚂蚁在构建解的路径中，引入了两类启发式信息结合辅助搜索下一节点的作业单元。为消除出现的重复作业单元，给出了一种增强机制，来提高解的质量，减少平衡配置成本。不同规模的算例验证了算法的有效性，能够降低U型混装线的平衡配置成本。　　(2)基于离散粒子群算法的U型混装线平衡与排序问题。综合考虑了平衡与排序两方面因素，以及产品序列对平衡配置的影响，提出了以最小化工作站数量为第一优先级目标，最小化工作负荷绝对偏差(Absolute deviation workload，ADW)为第二优先级目标的U型混装线平衡与排序问题。采用一种离散粒子群算法进行求解，给出了二维的编码方式和一种基于概率选择的粒子位置更新机制。在构建解的过程中，每个粒子同时包含产品投产序列信息和作业单元分配方案信息。不同规模算例表明，离散粒子群算法取得的解优于文献中的模拟退火算法。　　(3)考虑随机作业时间的U型混装线平衡与排序问题。考虑作业时间是一个随机变量，服从正态分布，更符合实际情况。论文给出了随机作业时间的处理方式以及工作站负荷的计算方法。在给定完工率和生产节拍的情况下，提出了两个基于不同目标的平衡配置和投产方案。第一个方案的目标是最小化工作站数量和最小化ADW，第二个方案的目标是最小化工作站数量和最小化超载成本。采用一种蚁群算法进行了有效的求解，每只蚂蚁进行作业单元的分配方案构建，然后根据虚拟平衡的结果进行产品投产序列的构建，最后根据作业单元序列和产品序列共同完成工作站的平衡配置。算例结果表明，完工率取不同值时，算法均可以在有效时间内求得较稳定的解。随着完工率的增加，保持生产节拍不变的情况下，ADW呈上升趋势，超载成本呈下降趋势。