改革开放三十多年来,我国中小型制造企业数目不断增加、规模不断扩大,成为推动国民经济快速发展、解决社会就业问题的关键力量之一。在竞争日趋激烈、需求复杂多变的国内外市场环境下,订单式生产(MTO-Make To Order)已成为我国中小型制造企业应对市场风险、提升竞争力的主要运作模式,而人工作业系统(MOS-Manual Operation System)是我国中小型制造企业生产系统降低生产成本、提高系统柔性、满足客户订单需求的主要结构模式。然而,随着全球金融危机影响的继续蔓延及国际政治对经济的不利影响,我国出口贸易总体形势严峻,且顾客个性化、复杂化、快速交货的要求更加显著,使得企业加速产品创新、缩短产品周期、改善运营管理的压力更大,技术的不断革新、市场的瞬息万变也使得同行业竞争更为激烈,再加上国内招工难、劳动力成本上升、资源价格上涨的现实状况及人民币汇率上升、通货膨胀等经济问题的困扰,我国中小制造企业的生存与发展正面临前所未有的挑战。从企业内部生产运营的角度,由于众多因素的影响,我国中小制造企业也存在较多问题。本文以我国中小型制造企业MTO/MOS实际问题为导向,把实践问题总结、提炼并归纳为理论问题,研究和探索适应订单式生产环境的MOS组织和管理模式,建立针对订单需求量和交货期的计划决策模型,为降低我国中小制造企业生产运营成本、提升其竞争力并有效应对客户需求提供理论和方法支持。具体内容如下：一、以“一线员工”为自治实体的MOS自组织、自适应机理及状态演化研究：分析MTO运作模式下MOS的概念、特点、外部环境、构成要素、内部关系、结构、功能及自组织特性,探讨MTO/MOS订单要求及任务的复杂变化、系统绩效或目标、一线员工状态变量、控制参数及随机扰动因素,以此为基础构建MTO/MOS自组织、自适应机理,对系统目标、员工状态、控制参数及随机扰动因素的内部关系及相互作用进行解析。以上述机理为基础,建立基于协同动力学的MOS一线员工行为状态演化模型,通过序参量分析及对模型的求解,得出随机涨落力为零时的MOS不稳定态及稳定态解,并对解的实际意义进行了说明,在此基础上分析MOS达到及维持稳定态所需的条件。二、明确了MTO/MOS自组织、自适应运作机理及状态演化规律后,进一步研究影响MOS员工状态的控制参数之一——组织模式。当订单品种、任务量(即计划投产量)及交货期等复杂变化时,分析并构建基于自组织、自适应机理的动态组织模式。具体内容是：分析MTO/MOS组织模式的影响因素、特点及表现形式,计算各静态作业模式计划期内的产量并予以比较,画出动态组织模式下基于新订单任务、生产进度失衡及紧急插单任务三种情形的流程图,并介绍了MTO/MOS实施动态组织模式的原则及条件。基于员工的能动性及多技能,采用多Agent建模的方法对MOS动态组织模式的机制和体系进行研究,提出了协调Agent重组Agent、任务Agent、虚拟工作中心Agent、员工Agent的概念,在自治与协调机制下,建立了基于多Agent的MTO/MOS动态组织模式控制架构图,在架构图的基础上分析了各Agent的运作关系及功能。三、由二可知,订单任务量的复杂变化是影响MOS动态组织模式的因素之一,而任务量即针对订单需求量的计划投产量。考虑在随机合格品率、质量学习率、不确定返工有效率等条件下,分别对单阶段及多生产阶段下的MTO/MOS最优计划投产量进行决策。具体内容是：一)在生产实际问题描述的基础上,建立了仅考虑随机合格品率及综合考虑质量学习率与合格品率的单生产阶段计划投产量模型,通过算例分析对模型进行应用和验证,并对合格品率均值及标准差、初始不合格概率及质量学习系数进行敏感性分析,得出有关结论。二)综合考虑当合格品率服从连续随机分布及返工有效率服从离散随机分布时,对单阶段计划投产量进行建模及优化决策。通过算例分析验证了模型的有效性、得出了相关规律,并对合格品率均值及标准差进行了敏感性分析。三)针对多阶段生产系统,考虑当各阶段的合格率分别为常数、服从离散随机分布、服从连续随机分布时,对其计划投产量及生产成本进行建模、求解及优化决策,并进行了理论推导及算例分析,得出了有关结论。四、针对影响MTO/MOS组织模式的另一重要因素——订单交货期复杂变化,对正式投产前的最佳订购日期及正式投产后的完工期预测及最优承诺交货期决策进行研究,具体内容如下：一)对于物料订购时间决策,考虑原材料订购种类为一种或多种、完工期确定或随机及是否考虑返工的八种情形,对每种情形建立了模型,并主要采用古典数学方法中的极值法、拉格朗日乘子法、内点障碍罚函数法等方法对模型进行分析及求解,通过算例分析验证了模型的有效性和适用性。二)当物料供应及生产准备工作完成后,将对订单安排生产。针对影响完工期的各类因素,基于统计分析对完工期进行预测,建立区间预测模型、进行数值仿真,并对完工期均值进行敏感性分析,提出了控制完工期影响因素的措施。三)依据有关假设建立客户要求交货期模型,在相关原则指导下,确立生产企业承诺交货期及价格决策模型,并进行了算例分析。全文紧紧围绕MTO/MOS的四大核心绩效(成本、质量、数量、交货期)进行研究,其中第一部分内容为基础理论研究,总领全文,第二部分内容起着承上启下的作用,三、四部分内容与一、二部分内容相辅相成。本课题的研究得到国家自然科学基金(名称：订单式生产人工作业系统(MTO/MOS)组织与优化研究,编号：70971026)的资助。