集群式供应链配置是从集群系统全局最优化角度出发,对集群下多(单)链协作、跨链合作以及单链内部的各阶段对应节点的备选策略最优选择以及多级库存控制参数的优化设定,以保证新组成的集群式供应链能以最优的目标(成本低、时间短等)完成特殊订单。然而在市场需求不确定环境下,将导致产业集群中的按单生产型企业出现生产负荷波动,同时企业持有大量的安全库存来保证连续生产,造成巨大浪费。因此在研究集群生产运作环节中重要组成部分：集群式供应链配置,考虑生产负荷与安全库存关系下的需求不确定的订单分配、节点供应商选择、库存参数的优化显得尤为重要。本文从先分析集群供应链的运作模式以及配置策略,提出集群供应链配置模型,对集群内节点企业使用保证服务模型进行建模,面向集群生产,研究考虑市场需求不确定和生产负荷与安全库存平衡的集群式供应链优化配置方法。第一,本文结合集群生产中存在的问题,从集群供应链配置、考虑生产负荷与安全库存平衡关系的保证服务模型、多学科设计优化方法的国内外研究现状出发,对课题研究的问题、机制、方法进行分析说明。本文参考供应链的运作参考模型,提出了集群供应链配置应用实践方案,为实现集群供应链战略、规划、运营阶段进行动态配置与调整提供了理论指导和实践可能。第二,建立了考虑生产负荷与安全库存平衡的集群式供应链优化问题模型。分别对盟主和供应链节点建立配置模型,盟主节点作为多条单链的协调者并使得集群系统的目标最优(成本、服务时间),供应链节点采用有产能约束的保证模型进行建模,包括了典型的零部件采购和装配环节的离散装配型供应链。第三,使用基于改进型遗传算法的目标级联法(Analytical Target Cascading, ATC)进行求解。不同于使用集中式方法,使用ATC方法可以使得分布式模型中子系统独立决策,因此可保护供应链的内部隐私,通过父子系统之间变量耦合,建立模块联系,子模型通过重新设计种群初始化规则、遗传算子、交叉、变异过程,为集群生产下分布式分支结构不确定、链内结构复杂、大规模计算的集群供应链分布式网络配置提供了可行算法。之后,本文对需求波动和生产负荷波动对集群供应链配置结果产生的影响进行敏感性分析,通过研究分析得出,集群式供应链的配置中多链协作方式(采购比例),单链内采购和装配节点策略选择以及库存控制参数设定的管理学启示。第四,针对集群生产环境,开发了一套集群式供应链优化配置SaaS基础服务平台,分别对系统的需求、开发环境、系统架构、模块设计与实现,对各个功能界面进行详细的阐述,最后对该案例进行展示。通过本文的研究,我们建立了面向市场需求不确定和考虑生产负荷与安全库存平衡的集群式供应链配置问题模型和基于改进型遗传算法的ATC方法的弥补了分布式多级集群式供应链配置研究的不足。通过本文的实验仿真结果也为集群式供应链配置的备选策略择优和服务时间设定提供了可行性建议。最后,对未来研究进行展望：在云制造环境下的生产负荷与安全库存关系,将对集群式供应链配置结果产生影响,为之后的研究提供了新方向。