日本式单元化生产(Seru seisan)是一种柔性制造系统,由传统装配线逆向转化而来,其拆除了昂贵的自动化设备,转而采用简易的工具,重视多能工的培养。由于seru生产系统可以同时实现较高的效率与柔性,在当前变动的市场环境以及激烈的市场竞争下,越来越多的制造业从业者和研究者开始关注seru生产,但目前关于seru生产的理论研究还很不充分,许多问题仍待解决。本文主要针对seru生产系统单周期任务批次调度优化问题的三个方面展开研究。首先,研究考虑非零换装时间的多产品生产调度优化问题,假设换装时间与两相邻产品间不同的操作数成正比,并提出一个基于枚举所有可行的产品向seru分配结果的启发式算法解决该问题。之后,研究考虑多能工配置的多产品生产调度优化问题,先进行多能工配置决策,再进行产品分配决策,基于此提出了一个基于枚举的启发式算法对问题进行求解。最后,讨论考虑订单分割的批次调度优化问题,同时仍然考虑多能工配置决策,多能工配置决策由一线管理者做出,而产品分配决策由生产计划部门做出。考虑到决策的层次性,构建了双层数学模型。由于双层规划问题具有NP-hard性,因而设计了SA-GA算法(模拟退火与遗传算法)求解该问题,在某个特定的工人分配下通过GA算法求解最优产品分配,将求得的最优产品分配结果反馈到上层规划,再通过SA算法求解上层工人分配问题。算例的运行结果证明了该算法的有效性和延展性,并将结果与GA-GA算法相比较。