随着市场竞争的激烈化以及信息技术的高速发展,仅凭企业自身的生产资源,已经难以把握快速变换的市场机遇,越来越多的企业只专注于自身核心竞争力产品生产。于是出现了具有不同资源优势的企业为了共同开拓市场而组织起来的虚拟企业(Virtual Enterprise,VE)。同样,随着市场个性化需求的显著提高,多品种小批量已经成为各企业组织生产方式的常态。单元制造系统(Cellular Manufacturing System,CMS)能够识别工件的相似性,将相似工件分类成组进行生产,在提高生产柔性的同时,扩大生产批量,提高生产效率。鉴于此,为了使虚拟企业适应多品种小批量生产,本文在虚拟企业中推行单元化生产,研究在虚拟企业环境下进行单元构建及单元生产调度等问题,有利于虚拟企业快速响应市场需求,同步提高各合作企业的效率与柔性。虚拟企业下的单元构建问题是通过对异地制造资源的选择来完成加工任务。核心企业按照工艺流程的相似性,将各工件分类成组,形成工件族。对工件族内的工件分割为若干个加工模块,将相同或者相似的模块进行聚类,形成中间任务并以中间任务为单位进行外包,每个中间任务可由多个企业的物理制造单元独立加工完成。本文基于物理制造单元(Physical Manufacturing Unit,PMU)、逻辑制造单元(Logical Manufacturing Unit,LMU)及逻辑加工路线(Logical Manufacturing Process,LMP)等概念,描述了制造资源与制造任务的映射关系。将拍卖机制应用于生产组织,建立了基于博弈论的多属性逆向拍卖模型,对每一中间任务分别进行拍卖。中间任务为标的物,核心企业为拍卖人,候选企业的物理制造单元为竞拍人,竞标过程为逆向拍卖过程,考虑价格、质量、交货期等属性,给出竞拍人投标策略设计、期望收益,拍卖人期望收益、以及评分函数策略,并站在核心企业角度评价竞拍企业PMU的投标,确定合作企业PMU。各合作企业PMU的有序集合即构成了虚拟企业下的制造单元。通过算例对拍卖过程进行仿真,结果表明,所提模型具有可行性。虚拟企业下的单元调度,是面向多产品制造的异地生产调度问题。在单元构建完成的基础上,本文描述了虚拟企业下的制造单元调度问题,构建了生产调度数学模型。以最小化最大完工时间为调度目标,并考虑了虚拟企业下所生产工件的工序存在多个紧前作业的问题,采用粒子群与禁忌搜索的混合算法进行模型求解。为有效处理在企业间生产过程中所出现的扰动因素,保障各项任务按时完工。本文在生成调度方案的基础上,识别关键链,并在关键链上的瓶颈资源前加入缓冲机制给与保护,运用算例对模型进行验证,通过WITNESS软件对节点企业交货期发生的波动性进行仿真,结果表明,所提模型具有可行性与有效性。为了验证所提虚拟企业下制造单元的构建与生产调度模型在实际企业的运行效果,本文分析了GSI船厂的生产现状及存在的问题,并将所提理念运用于该船舶企业舾装中部分的船装及机装作业,在生成调度方案后,识别关键链,并在瓶颈资源前加入缓冲机制,保障任务顺利完工。通过本模型计算结果与企业实际生产状况的对比,显示了所提理论及方法的可行性与有效性。