前言

随着世界经济一体化、市场竞争的加剧，用户驱动越来越左右产品的生产，我国制造业面临越来越多的挑战：产品多样化，用户需求个性化，产品生命周期缩短，产品更新的速度不断加快，产品批量的减少，等等。这使分布式制造系统的生产组织模式必须从单纯的面向产品生产转变为面向市场和客户的需求，要求其能够针对瞬息变化的市场环境做出快速、有效的调整。分布式制造系统内部运行环境也面临着挑战，不确定性随机事件频繁发生，如订单变更、人员缺席、设备故障等。为了应对这些挑战，在分布式制造系统的组织和调控层面，要求其具有处理动态事件的自组织能力、加工复杂产品所需的柔性，以及应对干扰保持系统稳健性的能力。在分布式制造系统决策层面，要求决策技术能及时响应干扰，并且能满足多目标要求（如时间、质量、成本、柔性等）。因此，如何寻找合理的分布式制造系统自组织调控方式和决策优化技术来有效地应对动态的制造环境，并快速地适应各种变化的需求是当前分布式制造系统必须考虑的关键问题。

目前，国内的制造技术已达到相当高的水平，不少制造企业正在按照中国制造强国战略稳步发展，并取得了一定的阶段性成果。但是要真正实现中国制造强国战略目标，不仅需要先进的分布式制造系统应用技术，还需要研究解决当前分布式制造系统的瓶颈，即分布式制造系统的基础理论方面的问题。目前制造工程领域存在的“制造系统应用技术发达而制造系统基础研究薄弱”这种明显不对称现象，正在制约着我国制造业、制造技术和制造工程学科的发展。

在此背景下，本专著以动态环境中的分布式制造系统为研究对象，借鉴生物系统的激素调控规律提出基于生物启发的分布式制造系统智能协调与控制理论方法，并对问题模型的建立进行分析。首先，借鉴生物体的激素调节规律提出分布式制造系统的数字激素，对分布式制造系统的数字激素调控行为进行分析；通过分析生产资源数字激素的释放与反应机理，设计局部生产资源之间动态、有机的自组织调控运作方式；基于数字激素的全局主导和局部自治特性，研究干扰环境下分布式制造系统的实时决策方法及平衡生产计划局部与全局决策优化技术；基于生物启发式智能算法，研究其在分布式制造系统中的绿色工艺规划和生产调度问题中的应用；基于内分泌激素调节机制，研究分布式制造系统中物流系统与生产设备之间的协同调度问题；基于神经内分泌多重反馈机制，研究分布式制造系统中WIP库存优化控制问题。本专著将深入研究分布式制造系统的相关智能协调控制技术与理论，以期为中国制造强国战略的实施做出应有的贡献。

感谢国家自然科学基金（编号：51875171，51805244）、中央高校基本科研业务费（编号：2019B21614）、南京工程学院人才引进基金（编号：YKJ201622）及江苏省先进数控技术重点实验室开放基金（编号：KXJ201606）对本书研究工作的支持。在撰写本书过程中，得到了课题组同仁们的大力支持，感谢唐敦兵教授一直以来的帮助和指导，感谢郑堃博士和戴敏博士的协同配合。作者希望本书的出版能对提升企业的智能制造水平具有一定的参考价值；同时，还希望对培养分布式制造系统智能协调控制领域的本科生、研究生有所帮助。

由于作者学术水平有限，书中难免存在不足之处，恳请同行和读者批评指正。

顾文斌
2020年1月16日