随着经济的发展以及科技的进步,市场逐渐由卖方市场向买方市场转变,客户需求越来越呈现出个性化、多品种、小批量的趋势,市场需求快速的变化导致产品生命周期越来越短。为适应这种变化,企业尝试对流水线进行改进,以单元取代原有流水线,实施单元化生产。这种单元由一个和多个工人以及简单低成本的设备组成,相对于原流水线可以生产一种或多种产品,通过快速重构来适应变动的需求。单元虽然能对客户需求做出快速响应,然而由于需求的不确定性,在实际生产过程中仍存在着单元间工作量不平衡问题。因此,本文从单元配置和批量大小合理性角度对单元间工作量平衡问题进行研究。具体工作如下:(1)从单元配置角度,建立考虑产品与单元匹配的单元间工作量平衡模型。在实施单元化生产过程中企业会根据产品工序特点构建不同单元,本文考虑产品与单元匹配关系,以最小化总完工时间和最小化工人总工时为目标,建立考虑产品与单元匹配的单元间工作量平衡模型。针对模型优化过程中单元数量不确定性等特点,基于NSGA-II设计了模型求解算法。通过数值算例验证了模型通用性和算法有效性,分析了产品与单元匹配关系变化对单元间工作量平衡的影响。(2)从任务分配角度,建立考虑批量分割的单元间工作量平衡模型。针对单元化生产中批量大小不合理导致单元分配的任务不同,进而引起单元间工作量不平衡的问题,以最小化总完工时间和最小化工人总工时为目标,建立考虑批量分割的单元工作量平衡模型。考虑到多目标优化问题特点以及解空间复杂度,增加局部搜索策略,提出改进NSGA-II算法进行求解,设计了基于游标的编码方式表示批量分割,满足单元数量动态变化下批量划分约束。最后,通过数值算例验证了方法的有效性,结果表明在产品数量波动较大的情况下,考虑批量分割能更好地平衡单元间工作量。