制造业反映了一个国家经济实力和科技实力，复杂产品的制造加工代表着制造业的最高水平。由于加工工艺路线复杂、制造工序众多，复杂产品的加工通常采用混流生产的组织形式。其生产线的性能，特别是生产线的可靠性与平衡性，严重影响着复杂产品生产加工的效率。复杂网络作为分析研究复杂系统的有力工具，已在多个领域中得到应用。论文基于有向加权图建立了复杂产品生产线的网络模型，在分析复杂产品生产线可靠性与平衡性的基础上，有针对地提出了性能优化的方法，并通过实例验证了该方法的有效性。（1）将复杂产品生产线进行网络模型描述。通过将生产线中的制造设备定义为制造节点，将加工工序之间的约束关系定义为网络中的边，建立了复杂产品生产线的有向加权图模型，并从拓扑结构层面分析了复杂产品生产线的特征。（2）从可靠性与平衡性两个方面对复杂产品生产线性能进行分析。通过定义移除节点后剩余制造系统的效用分析其可靠性；通过定义工序在制造节点上的分布偏差分析生产线的平衡性；研究发现，复杂产品生产线中制造节点承担任务的高度异质性，复杂产品生产线呈现出的小世界网络特征与幂律分布的特征，导致生产线的较低平衡性与可靠性。（3）针对复杂产品生产线工序分布异质性所导致的可靠性与平衡性较低的问题，提出一种通过工艺路线优化，来改善工序在制造节点上分布的方法。并结合该方法设计了遗传算法来解决在巨大的可行解空间中搜索最优解的问题。以某航空发动机零件生产线为例，通过对比优化前后生产线的可靠性与平衡性，验证了该方法的有效性。本文的研究成果在一定程度上为复杂产品生产线性能优化提供了新的视角，通过工艺路线优化达到改善工序在生产线中分布的目的，在不需增加系统冗余的情况下，显著提高复杂产品生产线的可靠性与平衡性。