3D打印作为智能制造的代表性技术,避免了传统制造过程中极其耗时的开模过程,极大提高了生产效率。因此,3D打印技术特别适用于小批量、多品种的汽车备件供应链。本论文重点研究基于3D打印技术的汽车备件供应链运作模式,并将科学问题提炼为生产与运输协同调度问题。不仅进一步拓展了该类问题的应用场景,而且为国内企业尝试将3D打印应用于汽车备件供应链的运营提供借鉴和指导。主要研究成果总结如下:（1）将3D打印生产与即时配送相结合的运作模式应用于汽车备件供应链管理,可以有效解决传统备件供应链中存在的备件库存高、资金占用大、紧急订货困难、交货周期长等痛点问题。设计“按需生产+即时配送”的新型备件供应模式、探索多应用场景下的备件供应链运作优化问题:基于3D打印技术的跨区域汽车备件生产与运输协同调度问题和基于3D打印技术的区域内汽车备件生产与运输协同调度问题。（2）使用公共交通工具进行跨区域运输的显著特征之一是交通工具具有固定出发时间。基于此,研究考虑固定出发时间的跨区域汽车备件生产与运输协同调度问题。建立以临时仓储成本和运输成本最小为目标,考虑3D打印准备时间、固定出发时间和最晚送达时间的混合整数规划模型;提出新的集合覆盖模型;推导最优解性质;使用改进的分支定价算法进行求解。通过与备件供应公司基于传统供应模式下的实际数据进行对比,进一步显示了基于3D打印技术的汽车备件供应模式的优势。（3）鉴于在目标函数中同时考虑客户满意度指标和订单配送成本才能代表买卖双方的利益,研究考虑两种优化准则的区域内汽车备件生产与运输协同调度问题。该问题使用加权和的方法将两种优化准则转化为单一目标函数,最小化所有客户订单的交付时间和总运输成本。建立混合整数规划模型,CPLEX可以对小规模算例求解到最优;为了求解更大规模算例,建立新的集合覆盖模型,该模型能够获得高质量下界;探索最优解性质并使用改进的分支定价算法进行求解。（4）鉴于客户对备件需求急迫程度的不同,研究考虑两种配送模式的区域内汽车备件生产与运输协同调度问题。对于计划维修备件订单,使用“一辆车服务多客户”的配送模式在满足交付时间窗的同时尽可能降低运输成本;对于故障维修备件订单,使用“专车直运”的配送方式尽可能缩短订单送达时间。建立混合整数规划模型,并根据Dantzig-Wolfe分解原理分别建立主问题和子问题数学优化模型。采用改进的分支定价算法进行求解,并根据问题特性设计新的加速策略以提高解的收敛速度。