随着生产制造技术的快速发展,生产制造模式正不断变化,快速响应市场要求和缩短生产周期已成为制造企业的当务之急。生产线建模与仿真是实现这一目标的重要手段。传统生产线建模方法只适用于较为简单的生产系统,模型复杂,理论分析繁琐。因此,本文以汽车零部件凸轮轴生产线为背景,对复杂生产系统建模仿真与优化展开具体研究。首先,结合现有离散系统建模方法和实际凸轮轴生产工艺,本论文提出面向对象分层次Petri网(H-OOPN,Hierarchical Object-Oriented Petri Net)建模方法,根据分层次思想划分整体和局部,并分别建立上下层模块的H-OOPN模型。然后,基于H-OOPN模型,使用关联矩阵和状态方程分析方法详细分析生产线,确保生产运行过程无死锁现象发生,同时对生产平衡性展开研究。接着,开展基于Plant Simulation软件平台的凸轮轴生产线模型在逻辑层和资源层的仿真与优化技术研究。定义H-OOPN理论模型到Plant Simulation仿真模型的映射规则,制定仿真控制并分析仿真结果。结合生产节拍、理论最少工位数和设备利用率等性能评价指标分析判断生产瓶颈,验证理论分析的准确性。最后,针对设备利用率不均衡、阻塞严重等问题提出相应的优化方案,比较优化前后的设备工作状态,验证了优化方案的合理性和有效性,达到了提高企业的生产效率和设备利用率的目的。