系統(tǒng)建模與仿真技術(shù)在物流系統(tǒng)中的應(yīng)用

1、 NANJING UNIVERSITY OF TECHNOLOGY建模仿真技術(shù)在生產(chǎn)物流系統(tǒng)中的應(yīng)用學(xué)院：經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院 專業(yè)：工業(yè)工程 班級：1002 學(xué)號：2203100221 姓名：陸勝峰 隨著交易對象和環(huán)境的變化，物流的概念是不斷發(fā)展的。因此應(yīng)從歷史的發(fā)展的眼光考察物流的定義。物流自有生產(chǎn)以來便存在，但是把物流當(dāng)作一門專門科學(xué)來研究并引起人們重視卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)滯后于生產(chǎn)制造的發(fā)展。物流活動貫穿整個社會經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域，各個領(lǐng)域的物流雖基本要素都存在并且相同，但由于物流的對象、目的、范圍等不同，使物流也分為多種類型。隨著社會生產(chǎn)力的發(fā)展，生產(chǎn)制造業(yè)有一下幾個趨勢：（1） 柔性化水平有所提高。市場競爭的需

2、要驅(qū)動了多品種、小批量產(chǎn)品生產(chǎn)的逐步增長。（2） 生產(chǎn)規(guī)模日益擴(kuò)大，專業(yè)分工越來越細(xì)。生產(chǎn)能力的提高使生產(chǎn)復(fù)雜產(chǎn)品的能力加強(qiáng)，生產(chǎn)效率也隨之提高，生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大。生產(chǎn)水平的提高也使專業(yè)化協(xié)作不斷發(fā)展，生產(chǎn)工序環(huán)節(jié)日趨復(fù)雜，分工越來越細(xì)。（3） 自動化水平越來越高。生產(chǎn)設(shè)備從手工到機(jī)械，到現(xiàn)代的自動化，生產(chǎn)率得到了極大提高。生產(chǎn)節(jié)奏逐漸加快。但是在生產(chǎn)制造迅速發(fā)展的前期階段。人們對物流重視的不足導(dǎo)致了生產(chǎn)制造過程中物流落后的矛盾。隨著自動化的日益柔性化和生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大變得十分突出。物流系統(tǒng)的低效率同生產(chǎn)制造系統(tǒng)的高效率之間相互逐漸變得不適應(yīng)。現(xiàn)代物流主要在如下幾個方面進(jìn)行了發(fā)展：（1） 偏向于

3、計算機(jī)管理。物流系統(tǒng)與現(xiàn)代化生產(chǎn)制造相適應(yīng)，因為現(xiàn)代化生產(chǎn)制造具有信息量大、事實性要求高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、物流節(jié)奏快等特點，這些特點同樣也是物流系統(tǒng)所具備的。（2） 系統(tǒng)化與集成化程度逐漸加深。生產(chǎn)物流系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點是：點多、線長、面寬、規(guī)模大。物流系統(tǒng)是通過現(xiàn)代生產(chǎn)物流有機(jī)地聯(lián)系起來，它是一個有機(jī)整體，應(yīng)該從系統(tǒng)集成的概念出發(fā)去分析、設(shè)計、研究和改進(jìn)生產(chǎn)物流系統(tǒng)，力求整體系統(tǒng)的優(yōu)化和高效，而不是盲目對系統(tǒng)內(nèi)個別環(huán)節(jié)追求優(yōu)化和高效。（3） 對物流設(shè)備現(xiàn)代化要求程度較高。高效、快速、自動化的物流設(shè)備是生產(chǎn)物流現(xiàn)代化的基礎(chǔ)。把物流系統(tǒng)與生產(chǎn)制造系統(tǒng)融為一體，使之形成完整的生產(chǎn)系統(tǒng)，以提高生產(chǎn)的整體效益。

4、生產(chǎn)物流系統(tǒng)的復(fù)雜性導(dǎo)致很難使用數(shù)學(xué)方法 構(gòu)造其模型，這種情況下可以使用計算機(jī)仿真技術(shù)對其進(jìn)行研究。仿真技術(shù)運(yùn)用于物流系統(tǒng)有以下幾點優(yōu)勢：（1） 可以有效模擬隨機(jī)因素，減少誤差。（2） 有助于系統(tǒng)的優(yōu)化。（3） 對復(fù)雜系統(tǒng)的適應(yīng)性強(qiáng)。在生產(chǎn)物流系統(tǒng)研究中系統(tǒng)仿真技術(shù)的應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下幾方面：（1） 物流系統(tǒng)規(guī)劃與設(shè)計 通過把沒有在現(xiàn)實中實現(xiàn)的系統(tǒng)規(guī)劃轉(zhuǎn)換成仿真模型，運(yùn)行模型并對其方案優(yōu)劣進(jìn)行評價，得出一個優(yōu)化方案，這是系統(tǒng)仿真最常用的一個作用。對不合理的設(shè)計和投資在系統(tǒng)建成之前進(jìn)行修正，這樣可以減少人力、資金和時間的損耗。例如，一個由AGV、緩沖站、自動化立體倉庫等復(fù)雜設(shè)施組成的物流系統(tǒng)在設(shè)

5、計前面面臨如何確定AGV的速度、數(shù)量、緩沖站的個數(shù)、自動化立體倉庫的貨位數(shù)，以及物流設(shè)備的布局和規(guī)劃和AGV運(yùn)輸路線的設(shè)計等等。這里重要指標(biāo)包括生產(chǎn)能力以及效率、系統(tǒng)投資等，在有選擇的改變各種參數(shù)的情況下，系統(tǒng)仿真運(yùn)行能夠準(zhǔn)確反映未來物流系統(tǒng)的運(yùn)行效果，在對規(guī)劃與方案的實際效果方面給設(shè)計者十足的信心。 （2） 物料控制 在生產(chǎn)加工的過程中，各個工序的加工節(jié)奏是不相協(xié)調(diào)的。例如生產(chǎn)加工部門與物料供應(yīng)部門的求供關(guān)系就存在矛盾。最有效的確保物料即使準(zhǔn)確供應(yīng)辦法是在工廠和車間設(shè)置物料倉庫，把緩沖物料庫設(shè)置在生產(chǎn)工序間并協(xié)調(diào)生產(chǎn)節(jié)奏。（3） 物料運(yùn)輸調(diào)度 復(fù)雜的物流系統(tǒng)經(jīng)常包括多種運(yùn)輸路線和若干運(yùn)輸車輛

6、。想要做到合理的調(diào)度運(yùn)輸工具和規(guī)劃運(yùn)輸路線，確保運(yùn)輸線路的通暢和高效是比較難的。運(yùn)輸調(diào)度策略的可能性很多，因此如何評價和怎樣選擇最優(yōu)策略，要對所有的假設(shè)找到最優(yōu)解。 運(yùn)輸系統(tǒng)模型建立以后，使模型動態(tài)的運(yùn)行，并用動畫將其運(yùn)行狀態(tài)、道路堵塞情況、物料供應(yīng)情況等模擬出來。仿真結(jié)果包含各種數(shù)據(jù)，例如車輛的運(yùn)行時間、利用率等等。 運(yùn)輸調(diào)度過程的仿真使調(diào)度人員檢驗和評價所執(zhí)行的調(diào)度策略，最后產(chǎn)生一個比較合理的調(diào)度策略。（4） 物流成本估算 物流過程是動態(tài)的復(fù)雜的過程。物流成本是由運(yùn)輸成本、庫存成本、裝卸成本等組成，成本的核算與消耗的時間相關(guān)。由于物流系統(tǒng)仿真的是整個物流過程，因此進(jìn)程中每一個操作的時間都可以通過仿真推進(jìn)記錄下來，所以人們可以通過仿真統(tǒng)計物流時間的花費(fèi)，最終得出物流的成本。這種方法比其他數(shù)學(xué)方法更簡便且直觀。同時可以建立起成本與物料庫存控制、成本與物料調(diào)度策略、成本與物流系統(tǒng)規(guī)劃之間的聯(lián)