由于生产线的复杂性、动态性和随机性，数学解析方法无法对整个生产线的诸多特征进行建模，也就无法准确地对生产线的生产物流进行计算和优化，而仿真技术则给解决这类问题提供了新的手段。系统仿真以相似论、系统科学、计算机科学、概率论、数理统计和时间序列分析等为理论基础，以计算机和各种专用物理设备为工具，利用系统模型对真实的或设想中的系统进行动态研究的一门综合性技术。本文从建模和仿真两个方面对混流生产线进行了研究。首先论述了本文的研究背景和意义，并对相关研究的文献进行了综述；其次，对约束理论进行了研究，介绍了约束理论的管理原则及其在生产控制中的应用，以及其对于生产系统中生产瓶颈的识别步骤；然后，对广义随机Petri网做了简要的介绍，对广义随机Petri网的激发规则、分析方法及步骤进行归纳总结，结合正星公司钣金车间混流生产线的特点，利用广义随机Petri网对其生产线进行系统建模；最后，在对仿真软件Flexsim做了介绍，并结合其功能特点，利用仿真软件Flexsim对正星公司钣金车间混流生产线进行仿真研究，根据仿真结果对生产线进行分析，找出其瓶颈环节为焊接工序，根据约束理论的相关理论提出了生产线的生产优化策略，即将生产线根据各自的生产节拍不同划分为两个作业小组，以平衡生产线的生产节奏，缩短瓶颈工序的生产节拍，通过对优化后的生产线进行再次仿真，结果显示优化后的生产线较优化前生产线的生产效率提高了约10%左右。本文研究表明，利用广义随机Petri网对复杂系统进行建模和利用仿真软件对生产系统进行系统仿真，可以很好的对生产系统进行描述和分析，通过对仿真模型直观的观察及仿真结果的分析，可以很好的识别生产系统中的生产瓶颈。因此，企业可以帮助优化改进生产流程，提高生产系统生产效率，以此来提高企业的市场竞争力。