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在制造业的发展进程中，高效率的装配流水线曾推动了整个工业化的进程。然而，在当今多品种小批量市场需求下，装配线的刚性弊端日益彰显. Seru生产是基于装配线的一种新兴生产方式，综合了单件生产的柔性与批量生产的高效性，能较好地适应当前市场环境。大量企业通过实施Seru生产获得了可观利润，因此Seru生产的相关研究成为了当今运营管理中最活跃的研究领域之一。虽然Seru生产的产生背景、实施条件、Line-Seru转换等多个问题已被阐明，但是Seru生产优于装配流水线的内在机理并未得到过系统阐述。基于Seru生产的实施经验和大量研究成果，本研究先证实Seru生产相对于装配流水线的有效性。随后对Seru生产有效性的内在机理——柔性和鲁棒性进行了深入研究。
首先，对多品种小批量的柔性生产环境下Seru生产的有效性进行研究。根据Seru生产与装配流水线这两个生产系统的流程设计特点以及批量产品随机到达的实际情况，以产品等待服务时间为指标比较这两个生产系统。利用排队论和马尔可夫链理论分别构建出两个系统的产品平均等待队长公式。设置不同场景对应的公式参数，并分析各场景下Line-Seru转换改变的平均等待队长。最终证明Seru生产更适应当前多品种、小批量的柔性生产环境，进而证实了Seru生产相对于装配流水线的有效性a
其次，对Seru生产系统的柔性展开研究。本研究根据Seru生产系统内每个单元负责生产的产品种类数确定柔性生产结构。考虑到柔性生产结构的效率，本文关注了称为d-链的一类对称柔性结构。由于最大预期销售量表示最大程度满足需求且不产生库存的产品生产数量，本文以d-链实现的Seru生产系统最大预期销售量来度量该结构的柔性性能。先研究2．链结构，发现系统最大预期销售量可以通过求解最大流问题确定。由于2．链属于封闭链，不易研究最大流。本文研究结构近似的2．开链，并利用马尔可夫链理论获得2．开链的最大流。最终得到2-链下系统最大预期销售量，即2-链性能的度量表达式。随后，将2．链柔性的研究思想扩展到任意d-链柔性的研究中。不同的是d-链结构对应的开链具有模块化属性，需要对每部分利用马尔可夫链理论。通过数值模拟得出以下结论：(1)随着d-链d值和系统规模的增加，Seru生产系统的最大预期销售量逐渐增大。(2)需求离散程度越大，就需要配置柔性程度越高的对称链来提升系统柔性。利用本文提出的d-链性能度量方法，研究一般柔性生产策略和部分备货生产策略下Seru生产系统的柔性配置决策。在一般柔性生产策略中，基于经营杠杆构建以实现系统预期利润最大为目标的柔性配置决策模型，确定Seru生产系统最优的对称柔性结构。部分备货生产策略实质上是一个第一阶段备货生产、第二阶段柔性生产的两阶段生产。以随机需求与两阶段产能的预期错配数量度量d-链设计的Seru生产系统性能。通过数值模拟发现，虽然增加柔性程度(d值)可以减少预期错配成本，但与此同时也会增加配置成本。比较成本的增减，确定该策略下Seru生产系统理想的柔性生产结构。
第三，对Seru生产系统进行鲁棒性构建研究。Seru生产系统的构建主要由设施建设和多能工配置组成。由于单元分散的Seru生产系统涉及多个地区，突发设施故障和多能工短缺的可能性较大且情况复杂，因此，本文着重从单元选址和多能工配置两方面研究该系统的鲁棒性构建。
(1)研究了考虑备份供应策略下可靠的单元选址问题。为了应对设施故障导致的供应中断，采取给每个客户分配备份供应单元的鲁棒策略。实际中所有单元可能同时中断，因此存在客户需求无法满足的预期损失成本，进而提出新的客户分配准则。以单元构建、预期运输和预期损失的总成本最小为目标，建立了一个可靠的单元选址分配模型，设计遗传算法求解模型。以我国某个大型连锁企业构成的真实供应网为算例，确定最优单元位置和客户多级分配，验证模型的有效性。与已有选址分配模型对比，本文提出的模型考虑了单元能力约束，并且减少了总成本，说明本文模型更符合实际情况且优化方案具有经济效益。
(2)研究了考虑预期调配策略下可靠的多能工配置问题。多能工短缺易导致外部服务损失，本文采用从正常单元调配部分多能工到受损单元的鲁棒策略来帮助恢复运营能力。针对这种情况，综合考虑受损单元初始分配人数和短缺人数，制定预期调配准则。构建以运营效率和预期调配成本为目标的多能工优化配置模型，设计NSGA-II求解模型。以某个大型企业对六个生产基地分配多能工为例，验证模型的有效性。Pareto解集中，极端追求预期调配成本最小的方案会导致部分多能工闲置，应根据实际情况设定运营效率的下界约束。对多能工短缺概率进行灵敏度分析，发现短缺概率偏小时预期调配成本较少，短缺状况对分配决策影响较小。小幅度增加短缺概率，预期调配成本明显增加，此时短缺状况将显著影响多能工的分配决策。
Seru生产是一种新型生产组织形式，本论文研究成果将完善Seru生产系统理论体系，为进一步开展Seru生产研究和推进Seru生产的实施产生积极作用。
首先，对多品种小批量的柔性生产环境下Seru生产的有效性进行研究。根据Seru生产与装配流水线这两个生产系统的流程设计特点以及批量产品随机到达的实际情况，以产品等待服务时间为指标比较这两个生产系统。利用排队论和马尔可夫链理论分别构建出两个系统的产品平均等待队长公式。设置不同场景对应的公式参数，并分析各场景下Line-Seru转换改变的平均等待队长。最终证明Seru生产更适应当前多品种、小批量的柔性生产环境，进而证实了Seru生产相对于装配流水线的有效性a
其次，对Seru生产系统的柔性展开研究。本研究根据Seru生产系统内每个单元负责生产的产品种类数确定柔性生产结构。考虑到柔性生产结构的效率，本文关注了称为d-链的一类对称柔性结构。由于最大预期销售量表示最大程度满足需求且不产生库存的产品生产数量，本文以d-链实现的Seru生产系统最大预期销售量来度量该结构的柔性性能。先研究2．链结构，发现系统最大预期销售量可以通过求解最大流问题确定。由于2．链属于封闭链，不易研究最大流。本文研究结构近似的2．开链，并利用马尔可夫链理论获得2．开链的最大流。最终得到2-链下系统最大预期销售量，即2-链性能的度量表达式。随后，将2．链柔性的研究思想扩展到任意d-链柔性的研究中。不同的是d-链结构对应的开链具有模块化属性，需要对每部分利用马尔可夫链理论。通过数值模拟得出以下结论：(1)随着d-链d值和系统规模的增加，Seru生产系统的最大预期销售量逐渐增大。(2)需求离散程度越大，就需要配置柔性程度越高的对称链来提升系统柔性。利用本文提出的d-链性能度量方法，研究一般柔性生产策略和部分备货生产策略下Seru生产系统的柔性配置决策。在一般柔性生产策略中，基于经营杠杆构建以实现系统预期利润最大为目标的柔性配置决策模型，确定Seru生产系统最优的对称柔性结构。部分备货生产策略实质上是一个第一阶段备货生产、第二阶段柔性生产的两阶段生产。以随机需求与两阶段产能的预期错配数量度量d-链设计的Seru生产系统性能。通过数值模拟发现，虽然增加柔性程度(d值)可以减少预期错配成本，但与此同时也会增加配置成本。比较成本的增减，确定该策略下Seru生产系统理想的柔性生产结构。
第三，对Seru生产系统进行鲁棒性构建研究。Seru生产系统的构建主要由设施建设和多能工配置组成。由于单元分散的Seru生产系统涉及多个地区，突发设施故障和多能工短缺的可能性较大且情况复杂，因此，本文着重从单元选址和多能工配置两方面研究该系统的鲁棒性构建。
(1)研究了考虑备份供应策略下可靠的单元选址问题。为了应对设施故障导致的供应中断，采取给每个客户分配备份供应单元的鲁棒策略。实际中所有单元可能同时中断，因此存在客户需求无法满足的预期损失成本，进而提出新的客户分配准则。以单元构建、预期运输和预期损失的总成本最小为目标，建立了一个可靠的单元选址分配模型，设计遗传算法求解模型。以我国某个大型连锁企业构成的真实供应网为算例，确定最优单元位置和客户多级分配，验证模型的有效性。与已有选址分配模型对比，本文提出的模型考虑了单元能力约束，并且减少了总成本，说明本文模型更符合实际情况且优化方案具有经济效益。
(2)研究了考虑预期调配策略下可靠的多能工配置问题。多能工短缺易导致外部服务损失，本文采用从正常单元调配部分多能工到受损单元的鲁棒策略来帮助恢复运营能力。针对这种情况，综合考虑受损单元初始分配人数和短缺人数，制定预期调配准则。构建以运营效率和预期调配成本为目标的多能工优化配置模型，设计NSGA-II求解模型。以某个大型企业对六个生产基地分配多能工为例，验证模型的有效性。Pareto解集中，极端追求预期调配成本最小的方案会导致部分多能工闲置，应根据实际情况设定运营效率的下界约束。对多能工短缺概率进行灵敏度分析，发现短缺概率偏小时预期调配成本较少，短缺状况对分配决策影响较小。小幅度增加短缺概率，预期调配成本明显增加，此时短缺状况将显著影响多能工的分配决策。
Seru生产是一种新型生产组织形式，本论文研究成果将完善Seru生产系统理论体系，为进一步开展Seru生产研究和推进Seru生产的实施产生积极作用。