物流系統(tǒng)工程-第五章 物流系統(tǒng)建模ppt課件

1、第五章第五章 物流系統(tǒng)建模物流系統(tǒng)建模第一節(jié)第一節(jié) 系統(tǒng)模型概述系統(tǒng)模型概述一、系統(tǒng)模型的定義與特征一、系統(tǒng)模型的定義與特征定義定義系統(tǒng)模型就是對一個系統(tǒng)某一方面的本質(zhì)系統(tǒng)模型就是對一個系統(tǒng)某一方面的本質(zhì)屬性的描述，它以某種確定的形式例如文字、屬性的描述，它以某種確定的形式例如文字、符號、圖表、實物、數(shù)學(xué)公式等提供關(guān)于該系符號、圖表、實物、數(shù)學(xué)公式等提供關(guān)于該系統(tǒng)的某一方面的知識。統(tǒng)的某一方面的知識。系統(tǒng)模型的特征：系統(tǒng)模型的特征：第一，它是對現(xiàn)實系統(tǒng)的抽象或模仿；第一，它是對現(xiàn)實系統(tǒng)的抽象或模仿；第二，它是由反映系統(tǒng)本質(zhì)或特征的主要要素構(gòu)成第二，它是由反映系統(tǒng)本質(zhì)或特征的主要要素構(gòu)成的；的；

2、第三，它集中體現(xiàn)了這些主要要素之間的關(guān)系。第三，它集中體現(xiàn)了這些主要要素之間的關(guān)系。二、系統(tǒng)模型的分類二、系統(tǒng)模型的分類 圖5-1 系統(tǒng)模型的分類與特征對比 現(xiàn)實系統(tǒng) 實體模型 相似模型 網(wǎng)絡(luò)模型 文字模型 圖表模型 比例模型 邏輯模型 解析模型 物理模型 數(shù)學(xué)模型 特征對比： 研究的速度、靈活性、抽象性：依此增加 現(xiàn)實性、建模時間、建模費用：依此減少 二、系統(tǒng)模型的分類二、系統(tǒng)模型的分類 （一實體模型 即現(xiàn)實系統(tǒng)本身，當系統(tǒng)的大小剛好適合研究而且又不存在危險時，可以將系統(tǒng)本身作為研究模型。如產(chǎn)品質(zhì)量檢驗中采取的抽樣模型就屬于實體模型。 （二比例模型 它是對現(xiàn)實系統(tǒng)的放大或縮小，使之適合于研究

3、。 （三相似模型 根據(jù)相似原理，利用一種系統(tǒng)去代替另一種系統(tǒng)。例如用電路系統(tǒng)代替機械系統(tǒng)、熱力學(xué)系統(tǒng)進行研究，則電路系統(tǒng)就是后二者的相似模型。 （四文字模型 在物理模型和數(shù)學(xué)模型都很難建立時，有時不得不用文字符號來描述系統(tǒng)特征，如技術(shù)報告、說明書等就屬于文字模型。二、系統(tǒng)模型的分類二、系統(tǒng)模型的分類 （五網(wǎng)絡(luò)模型 用網(wǎng)絡(luò)圖來描述系統(tǒng)的組成要素以及要素之間的相互關(guān)系包括邏輯關(guān)系與數(shù)學(xué)關(guān)系）。 （六圖表模型 是指用圖像和表格形式描述的模型，圖像與表格形式二者可以互相轉(zhuǎn)化，這里說的圖像是指坐標系中的曲線、曲面或點等幾何圖形。 （七邏輯模型 它是指用方框圖、程序單、模擬機排題圖等形式表示系統(tǒng)要素邏輯關(guān)

4、系的模型。邏輯模型也包括概念模型。 （八解析模型 解析模型是指用數(shù)學(xué)方程式表示系統(tǒng)某些特性的模型。第二節(jié)第二節(jié) 物流系統(tǒng)建模的原則物流系統(tǒng)建模的原則一、建立物流系統(tǒng)模型的必要性一、建立物流系統(tǒng)模型的必要性使用物流系統(tǒng)模型的必要性在于：使用物流系統(tǒng)模型的必要性在于：（1物流系統(tǒng)建設(shè)的需要物流系統(tǒng)建設(shè)的需要（2經(jīng)濟上的節(jié)約經(jīng)濟上的節(jié)約（3時間上的考慮時間上的考慮（4系統(tǒng)分析的靈活性要求系統(tǒng)分析的靈活性要求二、物流系統(tǒng)模型的建立原則二、物流系統(tǒng)模型的建立原則（一建立系統(tǒng)模型的基本要求1現(xiàn)實性要求是指系統(tǒng)模型要在一定程度上較好地反映系統(tǒng)的客觀實際，反映系統(tǒng)本質(zhì)特征及其關(guān)系，去掉非本質(zhì)的東西。2簡明性要

5、求是指在滿足現(xiàn)實性要求的基礎(chǔ)上，應(yīng)盡量使系統(tǒng)模型簡單明了，以節(jié)約建模的費用和時間。3標準化要求模型的準化要求是指，如果已有某種標準化模型可供借鑒，則應(yīng)盡量采用標準化模型，或者對標準化模型進行某些修改，使之適合對象系統(tǒng)。上述三條要求往往相互矛盾，容易顧此失彼。一般的處理原則是，在現(xiàn)實性的基礎(chǔ)上，達到簡明性，再盡可能滿足標準化要求。（二建立物流系統(tǒng)模型的基本原則1切題2明晰3精度要求適當4盡量使用標準模型第三節(jié)第三節(jié) 物流系統(tǒng)建模的方法物流系統(tǒng)建模的方法一、物流系統(tǒng)建模的常用方法一、物流系統(tǒng)建模的常用方法（一推理分析法（一推理分析法對于問題明確、內(nèi)部結(jié)構(gòu)和特性十分清楚的系統(tǒng)，可以利用對于問題明確、

6、內(nèi)部結(jié)構(gòu)和特性十分清楚的系統(tǒng)，可以利用已知的定律和定理，經(jīng)過一定的分析和推理，建立系統(tǒng)模已知的定律和定理，經(jīng)過一定的分析和推理，建立系統(tǒng)模型。型。（二統(tǒng)計分析法（二統(tǒng)計分析法對于那些內(nèi)部結(jié)構(gòu)和特性不很清楚，且又不能直接進行實驗對于那些內(nèi)部結(jié)構(gòu)和特性不很清楚，且又不能直接進行實驗觀察的系統(tǒng)大多數(shù)的物流系統(tǒng)及其他非工程系統(tǒng)就屬于觀察的系統(tǒng)大多數(shù)的物流系統(tǒng)及其他非工程系統(tǒng)就屬于此類），可以采用數(shù)據(jù)收集和統(tǒng)計分析的方法，建立系統(tǒng)此類），可以采用數(shù)據(jù)收集和統(tǒng)計分析的方法，建立系統(tǒng)模型。模型。（三人工模擬法（三人工模擬法當系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，性質(zhì)不太明確，缺乏足夠的數(shù)據(jù)、且無法當系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，性質(zhì)不太明確，缺乏

7、足夠的數(shù)據(jù)、且無法進行實驗觀察時，可借助一些人工方法，如模擬仿真法或進行實驗觀察時，可借助一些人工方法，如模擬仿真法或啟發(fā)式方法，逐步建立物流系統(tǒng)模型。啟發(fā)式方法，逐步建立物流系統(tǒng)模型。二、系統(tǒng)概念模型的構(gòu)造二、系統(tǒng)概念模型的構(gòu)造 圖5-2 人類活動系統(tǒng)概念模型的一般形式圖5-3 某公司訂單處理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖圖5-4 訂單處理系統(tǒng)概念模型三、物流系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型建立過程三、物流系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型建立過程 建立系統(tǒng)模型是解決問題過程中的一個子過程。 原則上，可按以下五個步驟來建立物流系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。 （一明確問題 （二模型假設(shè) （三建立模型 （四模型求解 （五模型分析與檢驗圖5-5 實體與模型的關(guān)系 翻譯

8、歸納 解釋 數(shù)學(xué)模型 模型解 模型預(yù)測 實體信息 認識目的 演繹 推斷 檢驗 第四節(jié)第四節(jié) 物流系統(tǒng)模型類型物流系統(tǒng)模型類型 按照物流系統(tǒng)建模的方法可劃分為最優(yōu)模型、仿真模型、啟發(fā)式模型等三種模型；按照應(yīng)用問題的不同來劃分，又可將物流系統(tǒng)模型分為設(shè)施選址模型、庫存模型、物流路徑優(yōu)化模型、資源配置模型等等。 一、優(yōu)化模型一、優(yōu)化模型 最優(yōu)模型是依賴精確的數(shù)學(xué)方程式和嚴密的數(shù)學(xué)過程來分析和評價物流系統(tǒng)的各種可選方案，從數(shù)學(xué)上可以證明所得到的解是針對該問題的最優(yōu)解最佳選擇）。 最優(yōu)化模型屬于數(shù)學(xué)模型。這些模型包括各種數(shù)學(xué)規(guī)劃模型線性規(guī)劃、非線性規(guī)劃、動態(tài)規(guī)劃、混合整數(shù)規(guī)劃）、排隊模型、枚舉模型、微積

9、分模型等。 最優(yōu)化模型的優(yōu)點是，在給定一整套假設(shè)條件和數(shù)據(jù)的情況下，可以保證用戶能得到最優(yōu)解；而且借助于計算機應(yīng)用軟件，能快速得到問題的解答，并能對所有方案進行評估，分析效率高，可靠性高。二、仿真模型二、仿真模型 仿真模型，就是以代數(shù)和邏輯語言做出的對系統(tǒng)的模擬，這種模擬通常要利用隨機的數(shù)學(xué)關(guān)系。仿真模型能真實地模擬系統(tǒng)過程，可用于物流系統(tǒng)中的各種規(guī)劃。 最優(yōu)模型與仿真模型的區(qū)別可以倉庫選址問題為例進行對比，最優(yōu)選址模型尋求的是最佳的倉庫數(shù)量、最佳的位置、倉庫最佳規(guī)模，而仿真模型則是試圖在給定的多個倉庫、多個分配方案的條件下，反復(fù)使用模型，對多個布局方案進行評價，從中找出最優(yōu)的系統(tǒng)方案。 三、啟發(fā)式模型三、啟發(fā)式模型仿真模型能夠?qū)崿F(xiàn)模型定義的真實性，最優(yōu)模型能夠?qū)崿F(xiàn)尋求最優(yōu)解的過程，啟發(fā)式模型就是這兩種形式的混合模型。啟發(fā)式模型是以啟發(fā)式方法為基礎(chǔ)建立的系統(tǒng)模型。 以下是物流系統(tǒng)中的一些啟發(fā)式規(guī)則： 最適合建倉庫的地點是那些需求最大的地區(qū)或臨