物流系統(tǒng)建模與仿真軟件簡介

1、一、物流系統(tǒng)建模和仿真軟件簡介由于物流系統(tǒng)變得越來越復(fù)雜并且內(nèi)部關(guān)聯(lián)性越來越強。仿真是公司檢驗其物流系統(tǒng)及決策是否真的高效的唯一可用技術(shù)了。 在設(shè)計一個新的工廠或系統(tǒng)， 對已由系統(tǒng)添加新設(shè)備或重新優(yōu)化，仿真都是非常必要的。同時仿真還用來提供直覺的和經(jīng)驗的決策支持。在當(dāng)今市面上，仿真可用使用專用軟件來實現(xiàn)。由于存在著如此多的仿真軟件，如何正確的選擇軟件至關(guān)重要。下面列舉出典型的系統(tǒng)仿真軟件3。軟件名稱簡介（1）20-sim20-sim是由Twente大學(xué)控制實驗室開發(fā)的運仃于Windows系統(tǒng)下的建模和仿真軟件。作為著名軟件包TUTSIM的后續(xù)產(chǎn)品，它完全 支持圖形建模，讓用戶在直觀和友善的方式

2、對動態(tài)系統(tǒng)進行設(shè)計和 分析，同MATLAB和Simulink可以方便的進行建模和仿真的交互。 使用20-sim，我們可以仿真動態(tài)系統(tǒng)（例如電力、機械、水動力系 統(tǒng)或它們的組合系統(tǒng)）的各種行為。（2） arena該軟件可以用來模擬服務(wù)、制造、運輸、物流、供應(yīng)鏈和其它系統(tǒng)。（3）Automod該軟件提供了真實的三維虛擬現(xiàn)實動畫，使得仿真模型非常用以理解；提供了高級的特征讓用戶可以仿真復(fù)雜的活動，如機器人、設(shè) 備工具、生產(chǎn)線等的運動和轉(zhuǎn)動。該軟件還為用戶提供了一套基于 專家系統(tǒng)的物料搬運系統(tǒng)，它是根據(jù)工業(yè)自動化的真實運行經(jīng)驗開發(fā)的。這些包括輸送鏈、自動存儲和檢索系統(tǒng)，橋式起重機等。（4）Awesim

3、Awesim提供生產(chǎn)系統(tǒng)動態(tài)模型的仿真機。動畫使用圖形界面構(gòu)建，用戶可以對交互式仿真進行特定的控制。（5） Easy5由波音公司開發(fā)的用來模擬和仿真包含水力、風(fēng)力、機械、熱、電 子和數(shù)字等子系統(tǒng)的動態(tài)系統(tǒng)軟件包。包括了一整套控制系統(tǒng)建 模、分析和設(shè)計功能。（6）Idef該軟件是一種流程圖析軟件，可以非常容易的適用流程圖來繪制和 表述流程。它能夠提供比傳統(tǒng)流程圖更多的信息。流程中包含的流程、流程約束、人和其他資源能夠被整合到一起。（7） Intrax該軟件能夠提供許多被建模和仿真實際流程的管理決策。它能夠被用來執(zhí)行戰(zhàn)略（同戰(zhàn)略視圖，同步價值鏈視圖相符合的現(xiàn)實），流程改善（工序改善、生產(chǎn)力改善、節(jié)

4、約循環(huán)時間），同步價值鏈（動 態(tài)視覺，冋步約束）和日常運作（可對比的運作替代方案，短期變 化影響力的檢驗）等的模擬和仿真。（8） Manufacturing Engin eeri ng該軟件提供離散仿真功能來解決制造問題和設(shè)計制造方案。它在廣闊的使用領(lǐng)域中預(yù)測產(chǎn)出率，人工和其他的績效。（9）Matlab該軟件是組合的數(shù)字計算、高級圖形技術(shù)和可視化、高級編程語言 的集成計算機算環(huán)境。 Simulink式用來對動態(tài)系統(tǒng)進行建模、仿真 和分析的交互式工具。它可以構(gòu)建圖形化的結(jié)構(gòu)圖， 模擬動態(tài)系統(tǒng)， 評估系統(tǒng)績效和精煉設(shè)計。（10） Modsim該軟件可以用來仿真像港口，鐵路網(wǎng)和航空管制等的管理模型。

5、還 可以用來仿真制造系統(tǒng)。（11） Promodel該軟件可以對制造系統(tǒng)、倉儲系統(tǒng)和物流系統(tǒng)的評估、規(guī)劃或重新 設(shè)計進行仿真。典型使用包括精益制造的實施，周期事件的降低， 設(shè)備投資決策，產(chǎn)出率和能力分析，識別和排除瓶頸，資源分配等。（12） Prosolvia該軟件將現(xiàn)實帶入虛擬制造。它讓用戶從各個角度和位置觀察產(chǎn)軟件名稱簡介品。在產(chǎn)品開發(fā)過程早期的概念設(shè)計階段的最終用戶的交互和功能 檢測意味著在歷程早期可以做出重要的設(shè)計和制造決策。對于制造流程，在生產(chǎn)前，既可以對人員進行裝配和維修培訓(xùn)。(13) Quest該軟件為用戶提供了圖形和可視化分析功能。它能夠?qū)斔驮O(shè)備， 緩存設(shè)備，泊位，自動存儲和

6、檢驗系統(tǒng)等進行準(zhǔn)確的建模和仿真。(14 ) SDI SupplyChai n該軟件提供了研究需求，物流決策和生產(chǎn)策略的變化對系統(tǒng)核心績 效指標(biāo)沖擊的工具。它用來對從原始資源到最終用戶的整個供應(yīng)鏈 進行動力學(xué)建模，包括全面的規(guī)劃，資源，制造和配送過程。它允 許用戶設(shè)計、分析和研究諸如供應(yīng)鏈能力，瓶頸識別，物品調(diào)度， 資源調(diào)度，系統(tǒng)周轉(zhuǎn)率和可靠性等領(lǐng)域的問題。它還可以對供應(yīng)商，倉庫和運輸渠道網(wǎng)絡(luò)建模。供應(yīng)鏈績效從產(chǎn)品總成本、系統(tǒng)滯留成 本、系統(tǒng)滯留時間和可靠性等方面進行測量。(15) Witness(SDX)該軟件提供離散事件仿真。 該軟件具備的多種工具使得對自動化制 造系統(tǒng)進行仿真非常容易。周轉(zhuǎn)

7、時間、損壞模式和定時，調(diào)整模式 和定時，緩沖設(shè)備容量和保存時間，機器類型等連同路徑信息都為仿真提供了方便性。該軟件還包括物料流動優(yōu)化，虛擬現(xiàn)實功能。有效地物流流動可以最小化設(shè)備間物料和產(chǎn)品流動的費用。軟件名稱簡介1、AutomodAutomod是目前市面上比較成熟的一維物流仿真軟件。主要包 括了三大模塊： AutoMod、AutoStat 和 AutoView。AutoMod 模塊提 供給用戶一系列的物流系統(tǒng)模塊來仿真現(xiàn)實世界中的物流自動化 系統(tǒng)。主要包括輸送機模塊（輥道、鏈?zhǔn)剑?，自動化存取系統(tǒng)（立體倉庫、堆垛機），基于路徑的移動設(shè)備（AGV等）,起重機模塊等。 AutoStat模塊為仿真項目

8、提供增強的統(tǒng)計分析工具，由用戶定義測 量和頭驗的標(biāo)準(zhǔn)，自動在AutoMod的模型上執(zhí)行統(tǒng)計分析。主要特 點是：基于發(fā)展策略運算法則的最優(yōu)化分析，用戶為得到更好的模 型來定義輸出審核，多CPU并行計算等。AutoView可以允許用戶通過AutoMod模型定義場景和攝像機的移動，產(chǎn)生高質(zhì)量的AVI格式的動畫。用戶可以縮放或者平移視圖，或使攝像機跟蹤一個物 體的移動，如叉車或托盤的運動。AutoView可以提供動態(tài)的場景描 述和靈活的顯示方式。Automod建立搬運機器設(shè)備等對象物體，對各個作業(yè)流程都要 建立過程語言，通過編程序才能做出作業(yè)流程。全部配置結(jié)束后， 編譯源程序來執(zhí)行模型。作為物流仿真器

9、，為多數(shù)用戶所采用。功 能十分強，如果能靈活使用的話，就能夠?qū)崿F(xiàn)相當(dāng)高難度的仿真。 并多數(shù)模型之間可以進行通信（Op）。建模操作十分復(fù)雜；由于對全部機器設(shè)備等對象物都需要程序命令語言，所以操作人員必須要具 備編程知識；價格昂貴。2、SIMAnimationSIMAnimation是美國3i公司設(shè)計開發(fā)的集成化物流仿真軟件。 SIMAnimation使用的是先進的基于圖像的仿真語言,這種語言可以簡化仿真模型的創(chuàng)建。由于他OOP編程方法，仿真系統(tǒng)可以非常簡單的創(chuàng)建模型。許多的先進軟件工具都合成為一種語言，它包括 布局編輯器，完全的二維和三維的動畫，曲線擬合，路線優(yōu)化軟件，軟件名稱簡介試驗編輯器和完

10、整的用戶報表編輯器。冋時仿真模型還包括豐富的 交互特點，允許使用者去改變參數(shù)輸入，其目的是通過模擬實際生 產(chǎn)情況及市場波動對系統(tǒng)造成的沖擊，從而避免了在理想化狀態(tài)下 系統(tǒng)設(shè)計所無法預(yù)料的各種因素，對系統(tǒng)的堵塞有著形象和直觀的 解決方案。SIMAnimation使用OpenGL三維建模技術(shù)，集三維實體 光照、材質(zhì)視點變換、漫游于一體，提供真正的三維動畫和虛擬的 現(xiàn)實世界，使仿真模型更加容易理解。同時使管理、生產(chǎn)、工程人 員的意見交流更加容易。SIMAnimation不同于其他的仿真系統(tǒng)，它可以處理系統(tǒng)物理元素和邏輯元素。SIMAnimation提供先進的特點去允許用戶仿真復(fù)雜的運動，像動力學(xué)和速

11、度，像機器人、車床、 傳輸通道、特殊空間中顯示，包括傳輸、旋轉(zhuǎn)、有形物體、視角和 不斷運動視覺。在算法上，SIMAnimaiton在保證出庫有限的情況下， 按路徑最短原則進行自動定位和設(shè)計路經(jīng)，實現(xiàn)多回路運輸。SIMAnimation使用Petri網(wǎng)模型技術(shù)。它包含兩個程序：建模部分 是針對于物理和邏輯模型。在用戶定義物理和邏輯模型之后，他就 可以編輯成為一個可執(zhí)行模型，在這個模型中仿真和動畫冋時運 行，并且運行非?？?，實現(xiàn)了完全交互化。而且它可以隨時停止來 觀察統(tǒng)計和模型狀態(tài)。3、ShowFlowShowFlow仿真軟件可為制造業(yè)和物流業(yè)提供建模、仿真、動畫 和統(tǒng)計分析工具。ShowFlow

12、可以提供生產(chǎn)系統(tǒng)的生產(chǎn)量，確疋瓶 頸位置，估測提前期和報告資源利用率。ShowFlow還可以被用來支持投資決定，校驗制造系統(tǒng)設(shè)計的合理性，通過對不冋的制造策 略進行仿真實驗來找出最優(yōu)解。ShowFlow主要包括幾大模塊：建模、仿真、統(tǒng)計、分析、動畫和文檔輸出。建模：可以定義隊列， 緩沖器，等待區(qū)域，操作任務(wù)，運輸工具，輸送機，AGV,立體化倉庫，自動存取設(shè)備，路徑等基本元素的標(biāo)準(zhǔn)屬性和特殊屬性。仿真：采用優(yōu)化的仿真運算法則技術(shù) （OSAT）,固定的或變化的時間仿真運 行，可對離散事件進行仿真。統(tǒng)計：可對多種概率分布（均勻、正 態(tài)、指數(shù)、愛爾朗、經(jīng)驗分布等）進行統(tǒng)計分析，并帶有隨機數(shù)生 成器。分

13、析：輸入數(shù)據(jù)分析，包括數(shù)據(jù)設(shè)置分析、最合適建議等， 并可導(dǎo)入 微軟的Excel的數(shù)據(jù)。輸出數(shù)據(jù)分析，包括可輸出隊列曲 線圖、柱狀圖、餅狀圖等，動態(tài)圖表顯示，用戶自定義圖表格式， 并可將數(shù)據(jù)輸出到 微軟的Excel中。動畫和文檔：可產(chǎn)生二維、三 維動畫，可對攝像機進行移動，縮放，旋轉(zhuǎn)?？砂垂δ苄曰蛟嘏?序自動生成模型文檔， 產(chǎn)生仿真事件跟蹤報告， 輸入?yún)?shù)值列表等。4、QuestQuest開發(fā)商是 Dassault Systemes法國達索系統(tǒng)公司開發(fā)， DELMIA是針對eManufacturing-數(shù)子化制造技術(shù)的統(tǒng)一產(chǎn)品品牌， Quest是針對設(shè)備建模、實驗、分析設(shè)備分布和工藝流程的柔性

14、、 面向?qū)ο蟮?、基于連續(xù)事件的專用模擬軟件。2D圖表和3D模型均可以通過按鈕式界面，對話框，擴展標(biāo)準(zhǔn)庫而得到，實時交互界面 允許在運行期間對變量進行修改并觀察各參數(shù)的演變，Quest可單獨操作或從DENEB的其它產(chǎn)品中輸入模型，準(zhǔn)確的確定現(xiàn)有的或新軟件名稱簡介的系統(tǒng)的優(yōu)化車間布置、成本、工藝流程。Quest對搬運設(shè)備和加工設(shè)備等特定對象物體布置能使用3D-CAD等軟件制作的外觀，并將它們配置到三維立體空間上，并指定貨品流程和設(shè)備規(guī)格等來運 行模型。作為制造業(yè)生產(chǎn)線的仿真器，Quest具有出類拔萃的操作簡便性和功能。演示性能強大，富有現(xiàn)實感，幾乎獨一無二，可以 設(shè)置邏輯命令語言，所以熟練掌握后可

15、以實現(xiàn)相當(dāng)高難度的仿真， 在周邊的機器人仿真器群等方面的功能也很齊備，不過Quest以適用于大型制造業(yè)生產(chǎn)線為目的，沒有自動立體倉庫等常用設(shè)備，所 以對物流生產(chǎn)線不太適用，且價格非常昂貴。5、StreamStream是日本三井造船股份有限公司開發(fā)的仿真軟件，其最大 特點是從日文命令組中選出并排列的形式記述每一個設(shè)備的控制 邏輯，關(guān)于制作完成的模型，仍然沿襲使用了其前身MiFactory，由于是日本國產(chǎn)工具軟件，所以非常適合日本國內(nèi)的需求胃口，不 僅可以當(dāng)作物流生產(chǎn)線的仿真器使用，而且在單一個機械設(shè)備的仿 真方面也可以用來變通使用，由于開發(fā)商身為實力強大的機械設(shè)備 生產(chǎn)廠家，所以在周邊的機器人仿

16、真器等方面也很齊備；其開發(fā)基 礎(chǔ)是Sil-Tools，所以和一般的 Windows使用程序相比，其操作上 的感覺有些不冋，且另外還需要特殊的開發(fā)環(huán)境，所以在擴展性和 技術(shù)支持方面令人擔(dān)憂。6、WitnessWitness是央國Lanner Group的產(chǎn)品，是平面離散系統(tǒng)生產(chǎn)線仿真器，操作簡單，在低配置計算機上也完全可以靈活使用，是生產(chǎn) 線仿真器的老字號，其齊備的基本仿真功能和處理優(yōu)勢，一直是大 家所公認的。作為可選項，還具備了三維立體顯示功能（VR），擴大了其適用范圍，不過三維立體顯示功能是后來添加的可選項，所 以不適合模型從大致輪廓的概念設(shè)計開始依次建構(gòu)下去的動態(tài)過 程中使用。7、eM-P

17、lanteM-Plant（原名SIMPLE+）系統(tǒng)規(guī)劃分析模擬軟件，在規(guī)劃階段 可透過eM-Plant分析全廠之設(shè)施規(guī)劃方案選擇、設(shè)備投資評估、暫存區(qū)、生產(chǎn)線平衡、瓶頸分析、派工模擬及產(chǎn)能分析模擬及企業(yè)再 造等模擬分析基本上和Witness和Factor/AIM 樣，同樣屬于平面離散系統(tǒng)生產(chǎn)線仿真器。齊備了周邊的機器人仿真器群。可以和 CAD、CAPE、ERP、DB等軟件之間實時通信。和周邊的機器人仿 真器群之間有強有力的關(guān)聯(lián)，面向大型制造業(yè)領(lǐng)域的仿真群中，和 Delmia公司實力相當(dāng)。其主要目的是整體系統(tǒng)的優(yōu)化等，主要和周邊系統(tǒng)聯(lián)合起來靈活使用。但是價格昂貴，從周邊工具群的聯(lián)合中 脫離出來單

18、獨使用時，缺乏魅力。8、FlexsimFlexsim的前身是Taylor II , Flexsim使用深層開發(fā)對象，這些對 象代表著一定的活動和排序過程。要想利用模板里的某個對象，只需要用鼠標(biāo)把該對象從庫里拖出來放在模型視窗即可。每一個對 象都有一個坐標(biāo)（x,y,z ）、速度（x,y,z）,旋轉(zhuǎn)以及一個動態(tài)行為（時間）。對象可以創(chuàng)建、刪除，而且可以彼此嵌套移動，它們都有自 己的功能或繼承來自其他對象的功能。這些對象的參數(shù)可以把任何 制造業(yè)、物料處理和業(yè)務(wù)流程的快速、輕易、高效建模的主要特征軟件名稱簡介描述出來。不過其宣稱的Flexsim內(nèi)置了虛擬現(xiàn)實瀏覽窗口，可以讓用戶添加光源、霧以及虛擬現(xiàn)實

19、立體技術(shù)，個人感覺僅是個噱頭 而已。9、RaLC （樂龍）樂龍軟件由日本人工智能服務(wù)有限公司開發(fā)，上海樂龍人工智能軟 件有限公司為其在華獨資子公司，完全中文化界面，點擊按鈕即可 在二維立體畫面上顯示出的對象物體，通過對這些對象物體的配置 來進行設(shè)計，對各個對象物體的形狀和規(guī)格，即使在仿真執(zhí)行中也 很容易可設(shè)置其屬性?？梢苑浅Ｖ庇^且簡單的建模。使用的時候， 不需要復(fù)雜的知識。由于仿真結(jié)果以動作日志形式排出，所以可以 自由進行分析。作為簡單的建模操作和三維立體動畫模型，是破例 的低價格，獨一無一的咼性價比(Cost Performanee)。作為軟件包其魅力十足，將系統(tǒng)仿真領(lǐng)域的使用納入視野，提供

20、解決方案服務(wù)。 這一點則是其最大的優(yōu)點。并可對每一個用戶的個性化需求提供個 性化服務(wù)。用戶獨創(chuàng)性機器設(shè)備可以和模型整合。人工作業(yè)功能的 作業(yè)管理器也可以說是杰作，如，對于“分揀、驗貨、包裝、搬運” 等一系列作業(yè)，用戶既可以讓多數(shù)人來分擔(dān)，又可以使工人互相協(xié) 助；或設(shè)定作業(yè)優(yōu)先度等。僅僅在選用內(nèi)設(shè)菜單選項即可簡單完成 這些復(fù)雜的作業(yè)運行，不需要任何復(fù)雜編程，且附帶有能自動生成 最短行進路徑的智能化功能，比如，只要給出存貨位置數(shù)據(jù)和分揀 指令，作業(yè)員就會走向指令產(chǎn)品的放置位置去揀貨。即使貨位數(shù)據(jù) 當(dāng)場發(fā)生變化，作業(yè)員也能立即去適應(yīng)，當(dāng)布局和貨位每發(fā)生變化 時，行走路徑的設(shè)置上不必花費太多時間就能極

21、其簡單地進行多方 面的驗證?；诖斯δ埽部梢栽跊]有傳送帶和自動立體倉庫等機 器設(shè)備的平置型倉庫的人員模擬操作中靈活使用，其效果極好。、成功仿真研究的步驟對于每一個成功的仿真研究項目，其使用都包含著特定的步驟。不論該研究的類型和目的，仿真的過程是保持不變的。一般要進行如下9步1. 問題定義2. 制定目標(biāo)3. 描述系統(tǒng)并對所有假設(shè)列表4. 羅列出所有可能替代方案5. 收集數(shù)據(jù)和信息6. 建立計算機模型7. 校驗和確認模型& 運行模型9.分析輸出下面對這九步作簡潔的定義。它不是為了引出詳細的討論， 僅僅起到拋磚引玉的作用。注意 仿真研究不能簡單遵循這九步的排序， 有些項目在獲得系統(tǒng)的內(nèi)在細

22、節(jié)之后， 可能要返回到 先前的步驟中去。同時，檢驗和確認將貫穿于仿真工程的每一個步驟當(dāng)中。1. 問題的定義一個模型不可能呈現(xiàn)被模擬的現(xiàn)實系統(tǒng)的所有方面，有時是因為太昂貴。另外，假如一個表現(xiàn)真實系統(tǒng)所有細節(jié)的模型也常常是非常差的模型，因為它將過于復(fù)雜和難于理解。因此，明智的做法是：先定義問題，再制定目標(biāo)，再然后構(gòu)建一個能夠完全解決問題的模型。在問題定義階段，對于假設(shè)要小心謹(jǐn)慎，不要做出錯誤的假設(shè)。例如，假設(shè)叉車等待時間較長， 比假設(shè)沒有足夠的接收碼頭要好。作為大綱，制定問題的陳述越普通越好，考慮到值問題的原因，然后盡可能將問題定義的專業(yè)化。2. 制定目標(biāo)和定義系統(tǒng)效能測度沒有目標(biāo)的方針研究是毫無

23、用途的。目標(biāo)是仿真工程所有步驟的導(dǎo)向。系統(tǒng)的定義是基于系統(tǒng)目標(biāo)的；目標(biāo)決定了該作出怎樣的假設(shè)；目標(biāo)決定了應(yīng)該收集那些信息和數(shù)據(jù)；模型的建立和確認專門是考慮是否滿足目標(biāo)的需求。目標(biāo)需要清楚、明確和切實可行。目標(biāo)經(jīng)常被描述成像這樣的問題“通過添加機器或延長工時，能夠獲得更多的利潤嗎？ ”在定義目標(biāo)時， 詳細說明那些將要被用來決定目標(biāo)是否實現(xiàn)的性能測度是非常必要的。每小時的產(chǎn)出率、工人利用率、平均排隊時間、以及最大隊列長度是最常見的系統(tǒng)性能測度。最后，列出仿真結(jié)果的先決條件。如，必須通過利用現(xiàn)有設(shè)備來實現(xiàn)目標(biāo)，或最高投資額要在限度內(nèi)，或產(chǎn)品訂貨提前期不能延長等。3. 描述系統(tǒng)和列出假設(shè)簡單點說，仿真

24、模型降低完成工作的時間。系統(tǒng)中的時間被劃分成處理時間、運輸時間和排隊時間。不論模型是一個物流系統(tǒng)、制造工廠、或服務(wù)機構(gòu)， 清楚明了的定義如下建模要素都是非常必要的：資源、流動項目（產(chǎn)品、顧客或信息）、路精、項目運輸、流程控制、加工時間，資源故障時間。下面是對各要素的簡要描述：仿真將現(xiàn)實系統(tǒng)資源分成四類：處理器，隊列，運輸，和共享資源如操作員。流動項目的到 達和預(yù)載的必要條件必須定義，女口：到達時間、到達模式和該項目的類型等屬性。在定義流動路徑時，合并和轉(zhuǎn)移需要詳細的描述。項目的轉(zhuǎn)變包括屬性變化、裝配操作（項目和并）、拆卸操作（項目分離）。在系統(tǒng)中，常常有必要控制項目的流動。如：一個項目只有在某

25、種 條件或某一時刻到來時才能移動，以及一些特定的規(guī)則。所有的處理時間都要被定義，并且要清楚表明那些操作是機器自動完成，哪些操作是人工獨立完成， 哪些操作需要人機協(xié)同完成。資源可能有計劃故障時間和意外故障時間。計劃故障時間通常指午餐時間，中場休息， 和預(yù)防性維護等。意外故障時間是隨機發(fā)生的故障所需的時間，包括失效平均間隔時間和維修平均間隔時間。在這些工作完成之后，需要將現(xiàn)實系統(tǒng)作模型描述， 它遠比模型描述向計算機模型轉(zhuǎn)化困難。 現(xiàn)實向模型的轉(zhuǎn)化意味著你已經(jīng)對現(xiàn)實有了非常徹底的理解，并且能將其完美的描述出來。這一階段，將此轉(zhuǎn)換過程中所作的所有假設(shè)作詳細說明非常有必要。事實上，在整個仿真研究過程中，

26、所有假設(shè)列表保持在可獲得狀態(tài)是個很好的主意，因為這個假設(shè)列表隨著仿真的遞進還要逐步增長。假如描述系統(tǒng)這一步做得非常棒，建立計算機模型這一階段將非常簡便。 注意，獲得足夠的，能夠體現(xiàn)特定仿真目的的系統(tǒng)本質(zhì)的材料是必要的，但是不需要獲得和真實系統(tǒng)一一對應(yīng)的模型的描述。正如愛因斯坦所說“做到不能再簡單為止”。4. 列舉可能的替代方案在仿真研究中，確定模型早期運行的可置換場景是很重要的。它將影響著模型的建立。 在初期階段考慮替代方案，模型可能被設(shè)計成可以非常容易的轉(zhuǎn)換到替換系統(tǒng)。5. 收集數(shù)據(jù)和信息收集數(shù)據(jù)和信息，除了為模型參數(shù)輸入數(shù)據(jù)外，在檢驗?zāi)Ｐ碗A段，還可以提供實際數(shù)據(jù)和模型的性能測度數(shù)據(jù)進行比較

27、。數(shù)據(jù)可以通過歷史紀(jì)錄、經(jīng)驗、和計算得到。這些粗糙的數(shù)據(jù)將為模型輸入?yún)?shù)提供基礎(chǔ)，同時將有助于一些需要較精確輸入?yún)?shù)數(shù)據(jù)的收集。現(xiàn)存數(shù)據(jù)并不是總是有用的，通過測量收集數(shù)據(jù)可能要費時、費錢。同立馬行動，收集系統(tǒng)輸入?yún)?shù)數(shù)據(jù)相比，除了分析中，模型參數(shù)需要極為精確的輸入數(shù)據(jù)外，采用估計方法來產(chǎn)生 輸入數(shù)據(jù)更為高效。估計值可以通過少數(shù)快速測量或者通過咨詢熟悉系統(tǒng)的系統(tǒng)專家來得到。即使是使用較為粗糙的數(shù)據(jù)，根據(jù)最小值、最大值和最可能取值定義一個三角分布，不 僅僅采用平均值仿真效果都要好得多。有時候采用估計值也能夠很好的滿足仿真研究的目 的。例如，仿真可能被簡單的用來指導(dǎo)人員了解系統(tǒng)中特定的因果關(guān)系。在這

28、種情況下，估 計值就可以滿足要求。當(dāng)需要可靠數(shù)據(jù)時，花費較多時間收集和統(tǒng)計大量數(shù)據(jù)，用以定義出能夠準(zhǔn)確反映現(xiàn)實的概率分布函數(shù)就是非常必要的。需要的數(shù)據(jù)量的大小取決于變量的變異程度，但是也有通用的規(guī)則，大拇指法指出至少需要三十甚至上百的數(shù)據(jù)。假如要獲得隨即停機時間的輸入?yún)?shù)， 必須要在一個較長時間段內(nèi)捕獲足夠多的數(shù)據(jù)。6. 構(gòu)造計算機模型構(gòu)造計算機模型的過程中，仿真研究目標(biāo)要記在心中。 首先構(gòu)建小的測試模型來證明復(fù)雜部件建模是合適的。一般建模過程是呈現(xiàn)階段性的，在進行下一階段建模之前，驗證本階段的模型工作正常。而從不會將整個系統(tǒng)模型構(gòu)建起來，然后電擊“運行”按鈕來進行系統(tǒng)的訪真。在建模過程中運行

29、和調(diào)試每一階段的模型。我們可能想對同一現(xiàn)實系統(tǒng)構(gòu)建多個計算機模型，每個模型的抽象程度都不相同。抽象模型有助于定義系統(tǒng)的重要部分，并可以引導(dǎo)為后續(xù)模型的詳細化而進行的數(shù)據(jù)收集活動7. 校驗和確認模型校驗是確認模型的功能是否同設(shè)想的系統(tǒng)功能相符合。模型是否同我們想構(gòu)建的模型相吻合？產(chǎn)品的處理時間、流向是否正確？確認范圍更廣泛。它包括：確認模型是否能夠正確反映現(xiàn)實？評估模型仿真結(jié)果的可信度有多大？檢驗現(xiàn)在有很多技術(shù)可以用來檢驗?zāi)Ｐ汀Ｗ钭钪匾?、首要的是在仿真低速運行時，觀看動畫和仿真鐘是否同步運行，它可以發(fā)現(xiàn)物料流程及其處理時間的總的差異。另一種檢驗技術(shù)是在模型運行過程中，通過交互命令窗口， 顯示動

30、態(tài)圖表來詢問資源和流動項目的屬性和狀態(tài)。通過“步進”方式運行模型，和動態(tài)查看軌跡文件可以幫助人們調(diào)試模型。運行仿真時，通過輸入多組仿真輸入?yún)?shù)值， 來檢驗仿真結(jié)果是否合理也是一種很好的方法。 在某些情況下， 對系統(tǒng)性能的一些簡單測量可以通過手工或使用對比而來獲得。對模型中特定區(qū)域要素的使用率和產(chǎn)出率通常是非常容易計算出來的。在調(diào)試模型中是否存在著某種特定問題時， 推薦使用同一隨機數(shù)流，這樣可以保證仿真結(jié)果 的變化是由對模型所做的修改引起的， 同時對隨機數(shù)流不做改動， 有時對于模型運行在一些 簡單化假設(shè)下，非常有幫助，這些假設(shè)是為了更加簡便的計算或預(yù)測系統(tǒng)性能。確認模型確認建立模型的可信度。 但

31、是，現(xiàn)在還沒有哪一種確認技術(shù)可以對模型的結(jié)果作出100%的確定。我們永遠不可能證明模型的行為就是現(xiàn)實的真實行為。如果我們能夠做到這一步，可能就不需要進行仿真研究的第一步（問題的定義）了。 我們盡力去做的，最多只能是保證模型的行為同現(xiàn)實不會相互抵觸罷了。通過確認，我們試著判斷模型的有效程度。假如一個模型在得到我們提供的相關(guān)正確數(shù)據(jù)之 后，其輸出滿足我們的目標(biāo)，那么它就是好的。模型只要在必要范圍內(nèi)有效就可以了，而不需要盡可能的有效。在模型結(jié)果的正確性同獲得這些結(jié)果所需要的費用之間總存在著權(quán)衡。下面是判斷模型有效性的一些問題：1）模型性能測度是否同真實系統(tǒng)性能測度匹配？2）如果沒有現(xiàn)實系統(tǒng)來對比，可

32、以將仿真結(jié)果同相近現(xiàn)實系統(tǒng)的仿真模型的相關(guān)運行結(jié)果 作對比。3）利用系統(tǒng)專家的經(jīng)驗和直覺來假設(shè)復(fù)雜系統(tǒng)特定部分模型的運行狀況。4） 在每一主要人物確認模型的輸入和假設(shè)都是正確的，模型的性能測度都是可以測量的之 前，對模型作各部分的隨意測試。整個團隊的智慧都對模型的有效性作出了貢獻。5） 模型的行為是否同理論相一致？確定結(jié)果的理論最大值和最小值，然后檢驗?zāi)Ｐ徒Y(jié)果是 否落入兩值之間。6） 對于我們了解改變輸入值，其輸出的變化方向的特定性能測度，可以通過改變其輸入?yún)?數(shù)，來驗證一致性。7）模型是否能夠準(zhǔn)確的預(yù)測結(jié)果？這項技術(shù)用來對正在運行中的模型進行連續(xù)的有效性驗 證。8） 是否有其他仿真模擬器模擬

33、了這個模型？要是有的話那就在好不過了，可以將兩個模型 的運行結(jié)果進行對比。& 運行可替代實驗當(dāng)系統(tǒng)具有隨機性時， 就需要對實驗做多次運行。因為，隨機輸入導(dǎo)致隨機輸出。 如果可能，在第二步中應(yīng)當(dāng)計算出已經(jīng)定義的每一性能測度的置信區(qū)間?？商娲h(huán)境能夠單獨構(gòu)建，并可以通過手工使用 Flexsim軟件中的“實驗”模塊來進行模擬，或通過使用“優(yōu)化”模塊自 動運行模擬。Flexsim軟件的“優(yōu)化”模塊使用了OptTek系統(tǒng)公司開發(fā)的 OptQuest軟件。為了執(zhí)行優(yōu)化操作，需要定義最大化或最小化的目標(biāo)變量，比如需要實驗的許多決策變量，需要達到的條件變量，需要滿足的線性約束等。然后詳細說明希望得到的

34、目標(biāo)變量的置信區(qū)間，讓OptQuest負責(zé)確定能夠滿足實驗變量置信區(qū)間的正確的替換數(shù)字，來運行模型。最終得出決策變量集的優(yōu)化解決方案，來最大化或最小化模型的目標(biāo)變量。OptQuest使用Meta啟發(fā)法（一套優(yōu)化方法，包括遺傳算法，仿真處理，禁忌搜索，分散搜索和其他的混合法）來得出優(yōu)化方案。 在選擇仿真運行長度時，考慮啟動時間，資源失效可能間隔時間，處理時間或到達時間的時間或季節(jié)性差異，或其他需要系統(tǒng)運行足夠長時間才能出現(xiàn)效果的系統(tǒng)特征變量，是非常重要的。9.輸出分析報表、圖形、表格和置信區(qū)間點圖將被用于輸出結(jié)果分析。置信區(qū)間指出性能測度依賴的范亂這個使用上、下限來表示。上限和下限之差稱為精度。

35、精度的可靠性用百分比來表示。統(tǒng)計技術(shù)用來分析不同場景的模擬結(jié)果。一旦分析結(jié)果并得出結(jié)論， 我們要能夠根據(jù)模擬的目標(biāo)來解釋這些結(jié)果。通常，使用結(jié)果和方案的矩陣非常有幫助。三、仿真必要性問題完成仿真研究的基本步驟將建立研究成功的基礎(chǔ)。雖然了解仿真研究的基本步驟至關(guān)重要， 但是，意識到并不是任何問題都應(yīng)該使用仿真來解決也是同樣重要的。在過去，大型的、復(fù)雜的仿真項目是由受過專門訓(xùn)練的程序員和分析員來開發(fā)的?，F(xiàn)在，由于涌現(xiàn)出大量軟件， 仿真不時被一些缺乏足夠培訓(xùn)和經(jīng)驗的人員不恰當(dāng)?shù)氖褂迷诟鞣N項目中。一旦仿真運用不恰當(dāng)，其研究也就不能夠產(chǎn)生有意義的結(jié)果。于是，不能獲得希望目標(biāo)的仿真造成的失敗，導(dǎo)致了人們對

36、仿真方法自身的譴責(zé)，而事實是：失敗原因是仿真的不恰當(dāng)使用。要認識到，要想仿真能夠正確的解決問題，在決定進行仿真研究之前， 要對以下四個項目進行正確評估：1）問題類型2）資源的可獲得性3）費用4）數(shù)據(jù)的可獲得性問題類型：如果一個問題能夠由常識或簡單分析來解決，就沒有必要使用仿真。 另外，使用算術(shù)和數(shù)學(xué)等式比仿真解決問題要快，而且費用較低。假如可以在被評估系統(tǒng)上直接做實驗就能夠解決 的問題，就不如直接做試驗， 而不要進行仿真。最近學(xué)校的運輸部門為了研究校園班車的增 開問題，使用自己的人力和交通工具在周末進行實驗。和此相對比，開發(fā)一個研究校園班車系統(tǒng)的仿真將要花費一個學(xué)生幾周的時間來完成。但是，在系

37、統(tǒng)上直接作實驗時，也要考慮到實驗對實際系統(tǒng)的影響。 如果對系統(tǒng)的干擾過大， 就要考慮使用別的途徑。 真實系統(tǒng)自身 對仿真也起到一定的決定作用。如果系統(tǒng)過于復(fù)雜，不能夠被定義，或不易于理解，仿真將不能夠產(chǎn)生有意義的結(jié)果。當(dāng)一個系統(tǒng)包含有人的活動時，通常就不能夠進行很好的仿真。資源的可獲得性：進行仿真研究的決定性資源是人員和時間。有經(jīng)驗的分析師時非常重要的資源，因為他 具有判斷模型該達到的詳細程度和怎樣去檢驗和確認模型的能力和經(jīng)驗。同時，缺少了訓(xùn)練有素的模型開發(fā)人員，將可能導(dǎo)致開發(fā)出錯誤的模型，以及該錯誤模型產(chǎn)生的不可靠結(jié)果。另外，時間的分配不能夠太少，以至開發(fā)人員被迫在設(shè)計時，對模型進行壓縮處理。要想獲得有意的結(jié)果，時間進度表的安排應(yīng)該有足夠的時間允許必要改動的實施以及檢驗和確認活 動。費用：在仿真