前言

隨著世界經濟一體化、市場競爭的加劇，用戶驅動越來越左右產品的生產，我國制造業面臨越來越多的挑戰：產品多樣化，用戶需求個性化，產品生命周期縮短，產品更新的速度不斷加快，產品批量的減少，等等。這使分布式制造系統的生產組織模式必須從單純的面向產品生產轉變為面向市場和客戶的需求，要求其能夠針對瞬息變化的市場環境做出快速、有效的調整。分布式制造系統內部運行環境也面臨著挑戰，不確定性隨機事件頻繁發生，如訂單變更、人員缺席、設備故障等。為了應對這些挑戰，在分布式制造系統的組織和調控層面，要求其具有處理動態事件的自組織能力、加工復雜產品所需的柔性，以及應對干擾保持系統穩健性的能力。在分布式制造系統決策層面，要求決策技術能及時響應干擾，并且能滿足多目標要求（如時間、質量、成本、柔性等）。因此，如何尋找合理的分布式制造系統自組織調控方式和決策優化技術來有效地應對動態的制造環境，并快速地適應各種變化的需求是當前分布式制造系統必須考慮的關鍵問題。

目前，國內的制造技術已達到相當高的水平，不少制造企業正在按照中國制造強國戰略穩步發展，并取得了一定的階段性成果。但是要真正實現中國制造強國戰略目標，不僅需要先進的分布式制造系統應用技術，還需要研究解決當前分布式制造系統的瓶頸，即分布式制造系統的基礎理論方面的問題。目前制造工程領域存在的“制造系統應用技術發達而制造系統基礎研究薄弱”這種明顯不對稱現象，正在制約著我國制造業、制造技術和制造工程學科的發展。

在此背景下，本專著以動態環境中的分布式制造系統為研究對象，借鑒生物系統的激素調控規律提出基于生物啟發的分布式制造系統智能協調與控制理論方法，并對問題模型的建立進行分析。首先，借鑒生物體的激素調節規律提出分布式制造系統的數字激素，對分布式制造系統的數字激素調控行為進行分析；通過分析生產資源數字激素的釋放與反應機理，設計局部生產資源之間動態、有機的自組織調控運作方式；基于數字激素的全局主導和局部自治特性，研究干擾環境下分布式制造系統的實時決策方法及平衡生產計劃局部與全局決策優化技術；基于生物啟發式智能算法，研究其在分布式制造系統中的綠色工藝規劃和生產調度問題中的應用；基于內分泌激素調節機制，研究分布式制造系統中物流系統與生產設備之間的協同調度問題；基于神經內分泌多重反饋機制，研究分布式制造系統中WIP庫存優化控制問題。本專著將深入研究分布式制造系統的相關智能協調控制技術與理論，以期為中國制造強國戰略的實施做出應有的貢獻。

感謝國家自然科學基金（編號：51875171，51805244）、中央高校基本科研業務費（編號：2019B21614）、南京工程學院人才引進基金（編號：YKJ201622）及江蘇省先進數控技術重點實驗室開放基金（編號：KXJ201606）對本書研究工作的支持。在撰寫本書過程中，得到了課題組同仁們的大力支持，感謝唐敦兵教授一直以來的幫助和指導，感謝鄭堃博士和戴敏博士的協同配合。作者希望本書的出版能對提升企業的智能制造水平具有一定的參考價值；同時，還希望對培養分布式制造系統智能協調控制領域的本科生、研究生有所幫助。

由于作者學術水平有限，書中難免存在不足之處，懇請同行和讀者批評指正。

顧文斌
2020年1月16日