物流系統(tǒng)建模與仿真軟件簡(jiǎn)介

1、一、物流系統(tǒng)建模與仿真軟件簡(jiǎn)介由于物流系統(tǒng)變得越來(lái)越復(fù)雜并且內(nèi)部關(guān)聯(lián)性越來(lái)越強(qiáng)。仿真是公司檢驗(yàn)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(jì)一個(gè)新的工廠或系統(tǒng)，對(duì)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(shí)仿真還用來(lái)提供直覺(jué)的和經(jīng)驗(yàn)的決策支持。在當(dāng)今市面上，仿真可用使用專(zhuān)用軟件來(lái)實(shí)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(chēng)簡(jiǎn)介（1）20-sim20-sim是由Twente大學(xué)控制實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)的運(yùn)仃于Windows系統(tǒng)下的建模與仿真軟件。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(hù)在直觀和友善的方式對(duì)動(dòng)

2、態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)和 分析，同MATLAB Simulink可以方便的進(jìn)行建模與仿真的交互。 使用20-sim，我們可以仿真動(dòng)態(tài)系統(tǒng)（例如電力、機(jī)械、水動(dòng)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(lái)模擬服務(wù)、制造、運(yùn)輸、物流、供應(yīng)鏈和其它系統(tǒng)。（3）Automod該軟件提供了真實(shí)的三維虛擬現(xiàn)實(shí)動(dòng)畫(huà)，使得仿真模型非常用以理解；提供了高級(jí)的特征讓用戶(hù)可以仿真復(fù)雜的活動(dòng)，如機(jī)器人、設(shè) 備工具、生產(chǎn)線(xiàn)等的運(yùn)動(dòng)和轉(zhuǎn)動(dòng)。該軟件還為用戶(hù)提供了一套基于 專(zhuān)家系統(tǒng)的物料搬運(yùn)系統(tǒng)，它是根據(jù)工業(yè)自動(dòng)化的真實(shí)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)開(kāi)發(fā)的。這些包括輸送鏈、自動(dòng)存儲(chǔ)和檢索系統(tǒng)，橋式起重機(jī)等。（4）AwesimAwe

3、sim提供生產(chǎn)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)模型的仿真機(jī)。動(dòng)畫(huà)使用圖形界面構(gòu)建， 用戶(hù)可以對(duì)交互式仿真進(jìn)行特定的控制。（5） Easy5由波音公司開(kāi)發(fā)的用來(lái)模擬和仿真包含水力、風(fēng)力、機(jī)械、熱、電 子和數(shù)字等子系統(tǒng)的動(dòng)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(jì)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(lái)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(shí)際流程的管理決策。它能夠被用來(lái)執(zhí)行戰(zhàn)略（同戰(zhàn)略視圖，同步價(jià)值鏈視圖相符合的現(xiàn)實(shí)），流程改善（工序改善、生產(chǎn)力改善、節(jié)約循

4、環(huán)時(shí)間），同步價(jià)值鏈（動(dòng) 態(tài)視覺(jué)，冋步約束）和日常運(yùn)作（可對(duì)比的運(yùn)作替代方案，短期變 化影響力的檢驗(yàn)）等的模擬和仿真。（8） ManufacturingEngin eeri ng該軟件提供離散仿真功能來(lái)解決制造問(wèn)題和設(shè)計(jì)制造方案。它在廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域中預(yù)測(cè)產(chǎn)出率，人工和其他的績(jī)效。（9）Matlab該軟件是組合的數(shù)字計(jì)算、高級(jí)圖形技術(shù)和可視化、高級(jí)編程語(yǔ)言 的集成計(jì)算機(jī)算環(huán)境。Simulink式用來(lái)對(duì)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)進(jìn)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(dòng)態(tài)系統(tǒng)，評(píng)估系統(tǒng)績(jī)效和精煉設(shè)計(jì)。（10） Modsim該軟件可以用來(lái)仿真像港口，鐵路網(wǎng)和航空管制等的管理模型。還 可以用來(lái)仿

5、真制造系統(tǒng)。（11） Promodel該軟件可以對(duì)制造系統(tǒng)、倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)和物流系統(tǒng)的評(píng)估、規(guī)劃或重新 設(shè)計(jì)進(jìn)行仿真。典型應(yīng)用包括精益制造的實(shí)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(shí)別和排除瓶頸，資源分配等。軟件名稱(chēng)簡(jiǎn)介(12) Prosolvia該軟件將現(xiàn)實(shí)帶入虛擬制造。它讓用戶(hù)從各個(gè)角度和位置觀察產(chǎn) 品。在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程早期的概念設(shè)計(jì)階段的最終用戶(hù)的交互和功能 檢測(cè)意味著在歷程早期可以做出重要的設(shè)計(jì)和制造決策。對(duì)于制造流程，在生產(chǎn)前，既可以對(duì)人員進(jìn)行裝配和維修培訓(xùn)。(13) Quest該軟件為用戶(hù)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(dòng)存儲(chǔ)和檢驗(yàn)系統(tǒng)等進(jìn)

6、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(duì)系統(tǒng)核心績(jī) 效指標(biāo)沖擊的工具。它用來(lái)對(duì)從原始資源到最終用戶(hù)的整個(gè)供應(yīng)鏈 進(jìn)行動(dòng)力學(xué)建模，包括全面的規(guī)劃，資源，制造和配送過(guò)程。它允 許用戶(hù)設(shè)計(jì)、分析和研究諸如供應(yīng)鏈能力，瓶頸識(shí)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(wèn)題。它還可以對(duì)供應(yīng)商，倉(cāng)庫(kù)和運(yùn)輸渠道網(wǎng)絡(luò)建模。供應(yīng)鏈績(jī)效從產(chǎn)品總成本、系統(tǒng)滯留成 本、系統(tǒng)滯留時(shí)間和可靠性等方面進(jìn)行測(cè)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(duì)自動(dòng)化制 造系統(tǒng)進(jìn)行仿真非常容易。周轉(zhuǎn)時(shí)間、損壞模

7、式和定時(shí)，調(diào)整模式 和定時(shí)，緩沖設(shè)備容量和保存時(shí)間，機(jī)器類(lèi)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(dòng)優(yōu)化，虛擬現(xiàn)實(shí)功能。 有效地物流流動(dòng)可以最小化設(shè)備間物料和產(chǎn)品流動(dòng)的費(fèi)用。軟件名稱(chēng)簡(jiǎn)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(hù)一系列的物流系統(tǒng)模塊來(lái)仿真現(xiàn)實(shí)世界中的物流自動(dòng)化系 統(tǒng)。主要包括輸送機(jī)模塊（輥道、鏈?zhǔn)剑?，自?dòng)化存取系統(tǒng)（立體倉(cāng)庫(kù)、堆垛機(jī)），基于路徑的移動(dòng)設(shè)備（AGV等），起重機(jī)模塊等。 AutoStat模塊為仿真項(xiàng)目提供增強(qiáng)的統(tǒng)計(jì)

8、分析工具，由用戶(hù)定義測(cè)量和頭驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)，自動(dòng)在AutoMod的模型上執(zhí)行統(tǒng)計(jì)分析。主要特點(diǎn)是：基于發(fā)展策略運(yùn)算法則的最優(yōu)化分析，用戶(hù)為得到更好的模 型來(lái)定義輸出審核， 多CPU并行計(jì)算等。AutoView可以允許用戶(hù)通 過(guò)AutoMod模型定義場(chǎng)景和攝像機(jī)的移動(dòng)，產(chǎn)生高質(zhì)量的AVI格式的動(dòng)畫(huà)。用戶(hù)可以縮放或者平移視圖，或使攝像機(jī)跟蹤一個(gè)物體的 移動(dòng)，如叉車(chē)或托盤(pán)的運(yùn)動(dòng)。AutoView可以提供動(dòng)態(tài)的場(chǎng)景描述和 靈活的顯示方式。Automod建立搬運(yùn)機(jī)器設(shè)備等對(duì)象物體，對(duì)各個(gè)作業(yè)流程都要建立過(guò)程語(yǔ)言，通過(guò)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(lái)執(zhí)行模型。作為物流仿真器，為多數(shù)用戶(hù)所采

9、用。功 能十分強(qiáng)，如果能靈活使用的話(huà)，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(jìn)行通信 （Op）。建模操作十分復(fù)雜；由于對(duì)全 部機(jī)器設(shè)備等對(duì)象物都需要程序命令語(yǔ)言，所以操作人員必須要具 備編程知識(shí)；價(jià)格昂貴。2、SIMAnimationSIMAnimation 是美國(guó)3i公司設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的集成化物流仿真軟件。 SIMAnimation使用的是先進(jìn)的基于圖像的仿真語(yǔ)言,這種語(yǔ)言可以簡(jiǎn)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(jiǎn)軟件名稱(chēng)簡(jiǎn)介單的創(chuàng)建模型。許多的先進(jìn)軟件工具都合成為一種語(yǔ)言，它包括布 局編輯器，完全的二維和三維的動(dòng)畫(huà)，曲線(xiàn)擬合，路線(xiàn)優(yōu)化軟件， 試驗(yàn)編輯器和完整的用戶(hù)

10、報(bào)表編輯器。同時(shí)仿真模型還包括豐富的 交互特點(diǎn)，允許使用者去改變參數(shù)輸入，其目的是通過(guò)模擬實(shí)際生 產(chǎn)情況及市場(chǎng)波動(dòng)對(duì)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(jì)所無(wú)法預(yù)料的各種因素，對(duì)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(shí)體 光照、材質(zhì)視點(diǎn)變換、漫游于一體，提供真正的三維動(dòng)畫(huà)和虛擬的 現(xiàn)實(shí)世界，使仿真模型更加容易理解。同時(shí)使管理、生產(chǎn)、工程人 員的意見(jiàn)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(jìn)的特點(diǎn)去允許用戶(hù)仿真復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)，像動(dòng)力學(xué)和速度，像機(jī)

11、器人、車(chē)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(yùn)動(dòng)視覺(jué)。在算法上，SIMAnimaiton在保證出庫(kù)有限的情況下， 按路徑最短原則進(jìn)行自動(dòng)定位和設(shè)計(jì)路經(jīng)，實(shí)現(xiàn)多回路運(yùn)輸。SIMAnimation使用Petri網(wǎng)模型技術(shù)。它包含兩個(gè)程序：建模部分 是針對(duì)于物理和邏輯模型。在用戶(hù)定義物理和邏輯模型之后，他就 可以編輯成為一個(gè)可執(zhí)行模型，在這個(gè)模型中仿真和動(dòng)畫(huà)冋時(shí)運(yùn) 行，并且運(yùn)行非?？?，實(shí)現(xiàn)了完全交互化。而且它可以隨時(shí)停止來(lái) 觀察統(tǒng)計(jì)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(dòng)畫(huà) 和統(tǒng)計(jì)分析工具。ShowFlow可以提

12、供生產(chǎn)系統(tǒng)的生產(chǎn)量，確定瓶頸位置，估測(cè)提前期和報(bào)告資源利用率。ShowFlow還可以被用來(lái)支持投資決定，校驗(yàn)制造系統(tǒng)設(shè)計(jì)的合理性，通過(guò)對(duì)不冋的制造策略進(jìn) 行仿真實(shí)驗(yàn)來(lái)找出最優(yōu)解。ShowFlow主要包括幾大模塊：建模、仿真、統(tǒng)計(jì)、分析、動(dòng)畫(huà)和文檔輸出。建模：可以定義隊(duì)列，緩沖 器，等待區(qū)域，操作任務(wù)，運(yùn)輸工具，輸送機(jī)，AGV立體化倉(cāng)庫(kù)，自動(dòng)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(yùn)算法則技術(shù)（OSAT）,固定的或變化的時(shí)間仿真運(yùn)行，可對(duì)離散事件進(jìn)行仿真。統(tǒng)計(jì)：可對(duì)多種概率分布（均勻、正 態(tài)、指數(shù)、愛(ài)爾朗、經(jīng)驗(yàn)分布等）進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，并帶有隨機(jī)數(shù)生 成器。分析：輸入數(shù)據(jù)

13、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(duì)列 曲線(xiàn)圖、柱狀圖、餅狀圖等，動(dòng)態(tài)圖表顯示，用戶(hù)自定義圖表格式， 并可將數(shù)據(jù)輸出到 微軟的Excel中。動(dòng)畫(huà)和文檔：可產(chǎn)生二維、 三維動(dòng)畫(huà)，可對(duì)攝像機(jī)進(jìn)行移動(dòng)，縮放，旋轉(zhuǎn)?？砂垂δ苄曰蛟?排序自動(dòng)生成模型文檔，產(chǎn)生仿真事件跟蹤報(bào)告，輸入?yún)?shù)值列表 等。4、QuestQuest開(kāi)發(fā)商是Dassault Systemes 法國(guó)達(dá)索系統(tǒng)公司開(kāi)發(fā)，DELMIA是針對(duì)eManufacturing- 數(shù)子化制造技術(shù)的統(tǒng)一產(chǎn)品品牌， Quest是針對(duì)設(shè)備建模、實(shí)驗(yàn)、分析設(shè)備分布和工藝流程的柔性、 面向?qū)ο蟮摹?/p>

14、基于連續(xù)事件的專(zhuān)用模擬軟件。2D圖表和3D模型均軟件名稱(chēng)簡(jiǎn)介可以通過(guò)按鈕式界面，對(duì)話(huà)框，擴(kuò)展標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)而得到，實(shí)時(shí)交互界面 允許在運(yùn)行期間對(duì)變量進(jìn)行修改并觀察各參數(shù)的演變，Quest可單獨(dú)操作或從DENEB勺其它產(chǎn)品中輸入模型，準(zhǔn)確的確定現(xiàn)有的或新 的系統(tǒng)的優(yōu)化車(chē)間布置、成本、工藝流程。Quest對(duì)搬運(yùn)設(shè)備和加工設(shè)備等特定對(duì)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(lái)運(yùn) 行模型。作為制造業(yè)生產(chǎn)線(xiàn)的仿真器，Quest具有出類(lèi)拔萃的操作簡(jiǎn)便性和功能。演示性能強(qiáng)大，富有現(xiàn)實(shí)感，幾乎獨(dú)一無(wú)二，可以 設(shè)置邏輯命令語(yǔ)言，所以熟練掌握后可以實(shí)現(xiàn)相當(dāng)高難

15、度的仿真，在周邊的機(jī)器人仿真器群等方面的功能也很齊備，不過(guò)Quest以適用于大型制造業(yè)生產(chǎn)線(xiàn)為目的，沒(méi)有自動(dòng)立體倉(cāng)庫(kù)等常用設(shè)備，所 以對(duì)物流生產(chǎn)線(xiàn)不太適用，且價(jià)格非常昂貴。5、StreamStream是日本三井造船股份有限公司開(kāi)發(fā)的仿真軟件，其最大特點(diǎn)是從日文命令組中選出并排列的形式記述每一個(gè)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(guó)產(chǎn)工具軟件，所以非常適合日本國(guó)內(nèi)的需求胃口，不 僅可以當(dāng)作物流生產(chǎn)線(xiàn)的仿真器使用，而且在單一個(gè)機(jī)械設(shè)備的仿 真方面也可以用來(lái)變通使用，由于開(kāi)發(fā)商身為實(shí)力強(qiáng)大的機(jī)械設(shè)備 生產(chǎn)廠家，所以在周邊的機(jī)器人仿真器等方面也很齊

16、備；其開(kāi)發(fā)基 礎(chǔ)是Sil-Tools，所以與一般的 Windows應(yīng)用程序相比，其操作上的感覺(jué)有些不冋，且另外還需要特殊的開(kāi)發(fā)環(huán)境，所以在擴(kuò)展性 和技術(shù)支持方面令人擔(dān)憂(yōu)。6、WitnessWitness 是央國(guó)Lanner Group的產(chǎn)品，是平面離散系統(tǒng)生產(chǎn)線(xiàn)仿真器，操作簡(jiǎn)單，在低配置計(jì)算機(jī)上也完全可以靈活使用，是生 產(chǎn)線(xiàn)仿真器的老字號(hào)，其齊備的基本仿真功能和處理優(yōu)勢(shì)，一直是 大家所公認(rèn)的。作為可選項(xiàng)，還具備了三維立體顯示功能（VR）,擴(kuò)大了其適用范圍，不過(guò)三維立體顯示功能是后來(lái)添加的可選項(xiàng)， 所以不適合模型從大致輪廓的概念設(shè)計(jì)開(kāi)始依次建構(gòu)下去的動(dòng)態(tài) 過(guò)程中使用。7、eM-PlanteM-P

17、lant（ 原名SIMPLE+係統(tǒng)規(guī)劃分析模擬軟件，在規(guī)劃階段 可透過(guò)eM-Plant分析全廠之設(shè)施規(guī)劃方案選擇、設(shè)備投資評(píng)估、 暫存區(qū)、生產(chǎn)線(xiàn)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與Witness和Factor/AIM 樣，同樣屬于平面離散系統(tǒng)生產(chǎn)線(xiàn)仿真器。齊備了周邊的機(jī)器人仿真器群。可以 與CAD CAPE ERP DB等軟件之間實(shí)時(shí)通信。與周邊的機(jī)器人仿 真器群之間有強(qiáng)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(shí)力相當(dāng)。其主要目的是整體系統(tǒng)的優(yōu)化等，主要與周邊系統(tǒng)聯(lián)合起來(lái)靈活使用。但是價(jià)格昂貴，從周邊工具群的聯(lián)合中 脫離出來(lái)單獨(dú)使用時(shí)，缺乏

18、魅力。8、FlexsimFlexsim的前身是 Taylor II , Flexsim 應(yīng)用深層開(kāi)發(fā)對(duì)象，這些對(duì)象代表著一定的活動(dòng)和排序過(guò)程。要想利用模板里的某個(gè)對(duì)象，只需要用鼠標(biāo)把該對(duì)象從庫(kù)里拖出來(lái)放在模型視窗即可。每一 個(gè)對(duì)象都有一個(gè)坐標(biāo)（x,y,z ）、速度（x,y,z ）,旋轉(zhuǎn)以及一個(gè)動(dòng)態(tài)軟件名稱(chēng)簡(jiǎn)介行為（時(shí)間）。對(duì)象可以創(chuàng)建、刪除，而且可以彼此嵌套移動(dòng)，它 們都有自己的功能或繼承來(lái)自其他對(duì)象的功能。這些對(duì)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 主要特征描述出來(lái)。不過(guò)其宣稱(chēng)的Flexsim內(nèi)置了虛擬現(xiàn)實(shí)瀏覽窗口，可以讓用戶(hù)添加光源、霧以及虛擬現(xiàn)實(shí)立體技術(shù)

19、，個(gè)人感覺(jué)僅 是個(gè)噱頭而已。9、RaLC（樂(lè)龍）樂(lè)龍軟件由日本人工智能服務(wù)有限公司開(kāi)發(fā)，上海樂(lè)龍人工智能軟 件有限公司為其在華獨(dú)資子公司，完全中文化界面，點(diǎn)擊按鈕即可 在二維立體畫(huà)面上顯示出的對(duì)象物體，通過(guò)對(duì)這些對(duì)象物體的配置 來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)，對(duì)各個(gè)對(duì)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(jiǎn)單的建模。使用的時(shí)候， 不需要復(fù)雜的知識(shí)。由于仿真結(jié)果以動(dòng)作日志形式排出，所以可以 自由進(jìn)行分析。作為簡(jiǎn)單的建模操作與三維立體動(dòng)畫(huà)模型，是破例 的低價(jià)格，獨(dú)一無(wú)二的咼性?xún)r(jià)比（Cost Performanee ）。作為軟件包其魅力十足，將系統(tǒng)仿真領(lǐng)域的應(yīng)用納入視野，提供解決方案

20、服 務(wù)。這一點(diǎn)則是其最大的優(yōu)點(diǎn)。并可對(duì)每一個(gè)用戶(hù)的個(gè)性化需求提 供個(gè)性化服務(wù)。用戶(hù)獨(dú)創(chuàng)性機(jī)器設(shè)備可以與模型整合。人工作業(yè)功 能的作業(yè)管理器也可以說(shuō)是杰作，如，對(duì)于“分揀、驗(yàn)貨、包裝、 搬運(yùn)” 等一系列作業(yè)，用戶(hù)既可以讓多數(shù)人來(lái)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(xiàng)即可 簡(jiǎn)單完成這些復(fù)雜的作業(yè)運(yùn)行，不需要任何復(fù)雜編程，且附帶有能 自動(dòng)生成最短行進(jìn)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(huì)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(chǎng)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(shí)，行走路徑的設(shè)置上不必花費(fèi)太多時(shí)間就能極其簡(jiǎn)單

21、地 進(jìn)行多方面的驗(yàn)證?；诖斯δ?，也可以在沒(méi)有傳送帶和自動(dòng)立體 倉(cāng)庫(kù)等機(jī)器設(shè)備的平置型倉(cāng)庫(kù)的人員模擬操作中靈活使用，其效果 極好。二、成功仿真研究的步驟對(duì)于每一個(gè)成功的仿真研究項(xiàng)目，其應(yīng)用都包含著特定的步驟。不論該研究的類(lèi)型和目的，仿真的過(guò)程是保持不變的。一般要進(jìn)行如下9步1. 問(wèn)題定義2. 制定目標(biāo)3. 描述系統(tǒng)并對(duì)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(jì)算機(jī)模型7. 校驗(yàn)和確認(rèn)模型& 運(yùn)行模型9.分析輸出下面對(duì)這九步作簡(jiǎn)潔的定義。它不是為了引出詳細(xì)的討論， 僅僅起到拋磚引玉的作用。注意 仿真研究不能簡(jiǎn)單遵循這九步的排序， 有些項(xiàng)目在獲得系統(tǒng)的內(nèi)在細(xì)節(jié)

22、之后， 可能要返回到 先前的步驟中去。同時(shí)，檢驗(yàn)和確認(rèn)將貫穿于仿真工程的每一個(gè)步驟當(dāng)中。1 問(wèn)題的定義一個(gè)模型不可能呈現(xiàn)被模擬的現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的所有方面，有時(shí)是因?yàn)樘嘿F。另外，假如一個(gè)表現(xiàn)真實(shí)系統(tǒng)所有細(xì)節(jié)的模型也常常是非常差的模型，因?yàn)樗鼘⑦^(guò)于復(fù)雜和難于理解。因此， 明智的做法是：先定義問(wèn)題，再制定目標(biāo)，再然后構(gòu)建一個(gè)能夠完全解決問(wèn)題的模型。在問(wèn)題定義階段，對(duì)于假設(shè)要小心謹(jǐn)慎，不要做出錯(cuò)誤的假設(shè)。例如，假設(shè)叉車(chē)等待時(shí)間較長(zhǎng)， 比假設(shè)沒(méi)有足夠的接收碼頭要好。作為大綱，制定問(wèn)題的陳述越普通越好，考慮到值問(wèn)題的原因，然后盡可能將問(wèn)題定義的專(zhuān)業(yè)化。2. 制定目標(biāo)和定義系統(tǒng)效能測(cè)度沒(méi)有目標(biāo)的方針研究是毫無(wú)用

23、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(rèn)專(zhuān)門(mén)是考慮是否滿(mǎn)足目標(biāo)的需求。目標(biāo)需要清楚、明確和切實(shí)可行。目標(biāo)經(jīng)常被描述成像這樣的問(wèn)題“通過(guò)添加機(jī)器或延長(zhǎng)工時(shí)，能夠獲得更多的利潤(rùn)嗎？ ”在定義目標(biāo)時(shí)， 詳細(xì)說(shuō)明那些將要被用來(lái)決定目標(biāo)是否實(shí)現(xiàn)的性能測(cè)度是非常必要的。每小時(shí)的產(chǎn)出率、工人利用率、平均排隊(duì)時(shí)間、以及最大隊(duì)列長(zhǎng)度是最常見(jiàn)的系統(tǒng)性能測(cè)度。最后，列出仿真結(jié)果的先決條件。如，必須通過(guò)利用現(xiàn)有設(shè)備來(lái)實(shí)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(zhǎng)等。3. 描述系統(tǒng)和列出假設(shè)簡(jiǎn)單點(diǎn)說(shuō)，仿真模

24、型降低完成工作的時(shí)間。系統(tǒng)中的時(shí)間被劃分成處理時(shí)間、運(yùn)輸時(shí)間和排隊(duì)時(shí)間。不論模型是一個(gè)物流系統(tǒng)、制造工廠、或服務(wù)機(jī)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(dòng)項(xiàng)目（產(chǎn)品、顧客或信息）、路精、項(xiàng)目運(yùn)輸、流程控制、加工時(shí)間，資源故障時(shí)間。下面是對(duì)各要素的簡(jiǎn)要描述：仿真將現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)資源分成四類(lèi)：處理器，隊(duì)列，運(yùn)輸，和共享資源如操作員。流動(dòng)項(xiàng)目的到 達(dá)和預(yù)載的必要條件必須定義，女口：到達(dá)時(shí)間、到達(dá)模式和該項(xiàng)目的類(lèi)型等屬性。在定義流動(dòng)路徑時(shí)，合并和轉(zhuǎn)移需要詳細(xì)的描述。項(xiàng)目的轉(zhuǎn)變包括屬性變化、裝配操作（項(xiàng)目和并）、拆卸操作（項(xiàng)目分離）。在系統(tǒng)中，常常有必要控制項(xiàng)目的流動(dòng)。如：一個(gè)項(xiàng)目只有在某種

25、 條件或某一時(shí)刻到來(lái)時(shí)才能移動(dòng)，以及一些特定的規(guī)則。所有的處理時(shí)間都要被定義，并且要清楚表明那些操作是機(jī)器自動(dòng)完成，哪些操作是人工獨(dú)立完成， 哪些操作需要人機(jī)協(xié)同完成。資源可能有計(jì)劃故障時(shí)間和意外故障時(shí)間。計(jì)劃故障時(shí)間通常指午餐時(shí)間，中場(chǎng)休息， 和預(yù)防性維護(hù)等。意外故障時(shí)間是隨機(jī)發(fā)生的故障所需的時(shí)間，包括失效平均間隔時(shí)間和維修平均間隔時(shí)間。在這些工作完成之后，需要將現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)作模型描述， 它遠(yuǎn)比模型描述向計(jì)算機(jī)模型轉(zhuǎn)化困難。 現(xiàn)實(shí)向模型的轉(zhuǎn)化意味著你已經(jīng)對(duì)現(xiàn)實(shí)有了非常徹底的理解，并且能將其完美的描述出來(lái)。這一階段，將此轉(zhuǎn)換過(guò)程中所作的所有假設(shè)作詳細(xì)說(shuō)明非常有必要。事實(shí)上，在整個(gè)仿真研究過(guò)程中，所

26、有假設(shè)列表保持在可獲得狀態(tài)是個(gè)很好的主意，因?yàn)檫@個(gè)假設(shè)列表隨著仿真的遞進(jìn)還要逐步增長(zhǎng)。假如描述系統(tǒng)這一步做得非常棒，建立計(jì)算機(jī)模型這一階段將非常簡(jiǎn)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，但是不需要獲得與真實(shí)系統(tǒng)一一對(duì)應(yīng)的模型的描述。正如愛(ài)因斯坦所說(shuō)“做到不能再簡(jiǎn)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(yùn)行的可置換場(chǎng)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(jì)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(yàn)?zāi)Ｐ碗A段，還可以提供實(shí)際數(shù)據(jù)與模型的性能測(cè)度數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。

27、數(shù)據(jù)可以通過(guò)歷史紀(jì)錄、經(jīng)驗(yàn)、和計(jì)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(shí)將有助于一些需要較精確輸入?yún)?shù)數(shù)據(jù)的收集?，F(xiàn)存數(shù)據(jù)并不是總是有用的，通過(guò)測(cè)量收集數(shù)據(jù)可能要費(fèi)時(shí)、費(fèi)錢(qián)。同立馬行動(dòng)，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(jì)方法來(lái)產(chǎn)生 輸入數(shù)據(jù)更為高效。估計(jì)值可以通過(guò)少數(shù)快速測(cè)量或者通過(guò)咨詢(xún)熟悉系統(tǒng)的系統(tǒng)專(zhuān)家來(lái)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(gè)三角分布，不 僅僅采用平均值仿真效果都要好得多。有時(shí)候采用估計(jì)值也能夠很好的滿(mǎn)足仿真研究的目 的。例如，仿真可能被簡(jiǎn)單的用來(lái)指導(dǎo)人員了解系統(tǒng)中特定的因果關(guān)系。

28、在這種情況下，估 計(jì)值就可以滿(mǎn)足要求。當(dāng)需要可靠數(shù)據(jù)時(shí)，花費(fèi)較多時(shí)間收集和統(tǒng)計(jì)大量數(shù)據(jù)，用以定義出能夠準(zhǔn)確反映現(xiàn)實(shí)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(jī)時(shí)間的輸入?yún)?shù)， 必須要在一個(gè)較長(zhǎng)時(shí)間段內(nèi)捕獲足夠多的數(shù)據(jù)。6. 構(gòu)造計(jì)算機(jī)模型構(gòu)造計(jì)算機(jī)模型的過(guò)程中，仿真研究目標(biāo)要記在心中。首先構(gòu)建小的測(cè)試模型來(lái)證明復(fù)雜部件建模是合適的。一般建模過(guò)程是呈現(xiàn)階段性的，在進(jìn)行下一階段建模之前，驗(yàn)證本階段的模型工作正常。而從不會(huì)將整個(gè)系統(tǒng)模型構(gòu)建起來(lái)，然后電擊“運(yùn)行”按鈕來(lái)進(jìn)行系統(tǒng)的訪(fǎng)真。在建模過(guò)程中運(yùn)

29、行和調(diào)試每一階段的模型。我們可能想對(duì)同一現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)構(gòu)建多個(gè)計(jì)算機(jī)模型，每個(gè)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(xì)化而進(jìn)行的數(shù)據(jù)收集活動(dòng)7. 校驗(yàn)和確認(rèn)模型校驗(yàn)是確認(rèn)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(shí)間、流向是否正確？確認(rèn)范圍更廣泛。它包括：確認(rèn)模型是否能夠正確反映現(xiàn)實(shí)？評(píng)估模型仿真結(jié)果的可信度有 多大？檢驗(yàn)現(xiàn)在有很多技術(shù)可以用來(lái)檢驗(yàn)?zāi)Ｐ?。最最重要的、首要的是在仿真低速運(yùn)行時(shí)，觀看動(dòng)畫(huà)和仿真鐘是否同步運(yùn)行，它可以發(fā)現(xiàn)物料流程及其處理時(shí)間的總的差異。另一種檢驗(yàn)技術(shù)是在模型運(yùn)行過(guò)程中，通過(guò)交互命令窗口，

30、顯示動(dòng)態(tài)圖表來(lái)詢(xún)問(wèn)資源和流動(dòng)項(xiàng)目的屬性和狀態(tài)。通過(guò)“步進(jìn)”方式運(yùn)行模型，和動(dòng)態(tài)查看軌跡文件可以幫助人們調(diào)試模型。運(yùn)行仿真時(shí)，通 過(guò)輸入多組仿真輸入?yún)?shù)值， 來(lái)檢驗(yàn)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(duì)系統(tǒng)性能的一些簡(jiǎn)單測(cè)量可以通過(guò)手工或使用對(duì)比而來(lái)獲得。對(duì)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(jì)算出來(lái)的。在調(diào)試模型中是否存在著某種特定問(wèn)題時(shí)， 推薦使用同一隨機(jī)數(shù)流，這樣可以保證仿真結(jié)果 的變化是由對(duì)模型所做的修改引起的， 同時(shí)對(duì)隨機(jī)數(shù)流不做改動(dòng)， 有時(shí)對(duì)于模型運(yùn)行在一些 簡(jiǎn)單化假設(shè)下，非常有幫助，這些假設(shè)是為了更加簡(jiǎn)便的計(jì)算或預(yù)測(cè)系統(tǒng)性能。確認(rèn)模型確認(rèn)建立模型的可信度。

31、 但是，現(xiàn)在還沒(méi)有哪一種確認(rèn)技術(shù)可以對(duì)模型的結(jié)果作出100%的確定。我們永遠(yuǎn)不可能證明模型的行為就是現(xiàn)實(shí)的真實(shí)行為。如果我們能夠做到這一步，可能就不需要進(jìn)行仿真研究的第一步（問(wèn)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(shí)不會(huì)相互抵觸罷了。通過(guò)確認(rèn)，我們?cè)囍袛嗄Ｐ偷挠行С潭?。假如一個(gè)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(mǎn)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(fèi)用之間總存在著權(quán)衡。下面是判斷模型有效性的一些問(wèn)題：1）模型性能測(cè)度是否同真實(shí)系統(tǒng)性能測(cè)度匹配？2） 如果沒(méi)有現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)來(lái)

32、對(duì)比，可以將仿真結(jié)果同相近現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的仿真模型的相關(guān)運(yùn)行結(jié)果作對(duì)比。3）利用系統(tǒng)專(zhuān)家的經(jīng)驗(yàn)和直覺(jué)來(lái)假設(shè)復(fù)雜系統(tǒng)特定部分模型的運(yùn)行狀況。4） 在每一主要人物確認(rèn)模型的輸入和假設(shè)都是正確的，模型的性能測(cè)度都是可以測(cè)量的之前，對(duì)模型作各部分的隨意測(cè)試。整個(gè)團(tuán)隊(duì)的智慧都對(duì)模型的有效性作出了貢獻(xiàn)。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(yàn)?zāi)Ｐ徒Y(jié)果是 否落入兩值之間。6） 對(duì)于我們了解改變輸入值，其輸出的變化方向的特定性能測(cè)度，可以通過(guò)改變其輸入?yún)?數(shù)，來(lái)驗(yàn)證一致性。7）模型是否能夠準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)結(jié)果？這項(xiàng)技術(shù)用來(lái)對(duì)正在運(yùn)行中的模型進(jìn)行連續(xù)的有效性驗(yàn)證。8） 是否有其他仿真模擬器模

33、擬了這個(gè)模型？要是有的話(huà)那就在好不過(guò)了，可以將兩個(gè)模型 的運(yùn)行結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。& 運(yùn)行可替代實(shí)驗(yàn)當(dāng)系統(tǒng)具有隨機(jī)性時(shí)， 就需要對(duì)實(shí)驗(yàn)做多次運(yùn)行。因?yàn)椋S機(jī)輸入導(dǎo)致隨機(jī)輸出。 如果可能，在第二步中應(yīng)當(dāng)計(jì)算出已經(jīng)定義的每一性能測(cè)度的置信區(qū)間?？商娲h(huán)境能夠單獨(dú)構(gòu)建， 并可以通過(guò)手工使用 Flexsim軟件中的“實(shí)驗(yàn)”模塊來(lái)進(jìn)行模擬，或通過(guò)使用“優(yōu)化”模塊自 動(dòng)運(yùn)行模擬。Flexsim軟件的“優(yōu)化”模塊使用了 OptTek系統(tǒng)公司開(kāi)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(shí)驗(yàn)的許多決策變量， 需要達(dá)到的條 件變量，需要滿(mǎn)足的線(xiàn)性約束等。然后詳細(xì)

34、說(shuō)明希望得到的目標(biāo)變量的置信區(qū)間，讓OptQuest負(fù)責(zé)確定能夠滿(mǎn)足實(shí)驗(yàn)變量置信區(qū)間的正確的替換數(shù)字，來(lái)運(yùn)行模型。最終得出 決策變量集的優(yōu)化解決方案，來(lái)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(lái)得 出優(yōu)化方案。在選擇仿真運(yùn)行長(zhǎng)度時(shí)，考慮啟動(dòng)時(shí)間，資源失效可能間隔時(shí)間， 處理時(shí)間或到達(dá)時(shí)間的時(shí)間或季節(jié)性差異，或其他需要系統(tǒng)運(yùn)行足夠長(zhǎng)時(shí)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(bào)表、圖形、表格和置信區(qū)間點(diǎn)圖將被用于輸出結(jié)果分析。置信區(qū)間指出性能測(cè)度依賴(lài)的范亂這個(gè)使用上、下限來(lái)表示。上限和

35、下限之差稱(chēng)為精度。精度的可靠性用百分比來(lái)表示。統(tǒng)計(jì)技術(shù)用來(lái)分析不同場(chǎng)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(lái)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(wèn)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(shí)到并不是任何問(wèn)題都應(yīng)該使用仿真來(lái)解決也是同樣重要的。在過(guò)去，大型的、復(fù)雜的仿真項(xiàng)目是由受過(guò)專(zhuān)門(mén)訓(xùn)練的程序員和分析員來(lái)開(kāi)發(fā)的?，F(xiàn)在，由于涌現(xiàn)出大量軟件， 仿真不時(shí)被一些缺乏足夠培訓(xùn)和經(jīng)驗(yàn)的人員不恰當(dāng)?shù)氖褂迷诟鞣N項(xiàng)目中。一旦仿真運(yùn)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

36、敗，導(dǎo)致了人們對(duì)仿真方法自身的譴責(zé)，而事實(shí)是：失敗原因是仿真的不恰當(dāng)應(yīng)用。要認(rèn)識(shí)到，要想仿真能夠正確的解決問(wèn)題，在決定進(jìn)行仿真研究之前，要對(duì)以下四個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行正確評(píng)估：1）問(wèn)題類(lèi)型2）資源的可獲得性3）費(fèi)用4）數(shù)據(jù)的可獲得性問(wèn)題類(lèi)型：如果一個(gè)問(wèn)題能夠由常識(shí)或簡(jiǎn)單分析來(lái)解決，就沒(méi)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(wèn)題要快，而且費(fèi)用較低。假如可以在被評(píng)估系統(tǒng)上直接做實(shí)驗(yàn)就能夠解決 的問(wèn)題，就不如直接做試驗(yàn)， 而不要進(jìn)行仿真。最近學(xué)校的運(yùn)輸部門(mén)為了研究校園班車(chē)的增 開(kāi)問(wèn)題，使用自己的人力和交通工具在周末進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。與此相對(duì)比，開(kāi)發(fā)一個(gè)研究校園班車(chē)系統(tǒng)的仿真將要花費(fèi)一個(gè)學(xué)生幾周的時(shí)間來(lái)完

37、成。但是，在系統(tǒng)上直接作實(shí)驗(yàn)時(shí)，也要考慮到實(shí)驗(yàn)對(duì)實(shí)際系統(tǒng)的影響。如果對(duì)系統(tǒng)的干擾過(guò)大， 就要考慮使用別的途徑。 真實(shí)系統(tǒng)自身對(duì)仿真也起到一定的決定作用。如果系統(tǒng)過(guò)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(gè)系統(tǒng)包含有人的活動(dòng)時(shí)，通常就不能夠進(jìn)行很好的仿真。資源的可獲得性：進(jìn)行仿真研究的決定性資源是人員和時(shí)間。有經(jīng)驗(yàn)的分析師時(shí)非常重要的資源，因?yàn)樗?具有判斷模型該達(dá)到的詳細(xì)程度和怎樣去檢驗(yàn)和確認(rèn)模型的能力和經(jīng)驗(yàn)。同時(shí)，缺少了訓(xùn)練有素的模型開(kāi)發(fā)人員，將可能導(dǎo)致開(kāi)發(fā)出錯(cuò)誤的模型，以及該錯(cuò)誤模型產(chǎn)生的不可靠結(jié)果。另外，時(shí)間的分配不能夠太少，以至開(kāi)發(fā)人員被迫在設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)模型進(jìn)行壓縮處理。要想獲得有意的結(jié)果，時(shí)間進(jìn)度表的安排應(yīng)該有足夠的時(shí)間允許必要改動(dòng)的實(shí)施以及檢驗(yàn)和確認(rèn)活 動(dòng)。費(fèi)用：在仿真過(guò)程中的每