物流系統(tǒng)分析

1、物流系統(tǒng)分析課程論文（報告、案例分析）院 系物流學(xué)院專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化班 級09940731組長姓名楊杰學(xué) 號0994073128任課教師周三元小組成員魯陽蘆平升徐仁洪王碩09940731230994073106099407312909940731102011年 7 月 6 日IDEAS FOR MODELING AND SIMULATION OF SUPPLY CHAINS WITH ARENA常用的供應(yīng)鏈系統(tǒng)的建模技術(shù)與方法就常用的建模方法而言，基本上可以分為基于運(yùn)籌學(xué)的建模方法（OR based Modeling Methods）、基于控制論的方法（Control theor

2、ists based Modeling Methods）、基于系統(tǒng)仿真的建模方法（Simulation based Modeling Methods），基于企業(yè)建模方法的研究方法（Enterprise model based Modeling Methods）。其中基于系統(tǒng)仿真的建模方法主要包括：基于方程的方法（Equation based Modeling Methods）（主要是基于系統(tǒng)動力學(xué)的方法，System Dynamics based Modeling Methods）、基于離散事件仿真的方法（Discrete Event Simulation based Modeling Met

3、hods）、基于多智能主體的建模仿真的方法(Multi-Agent Simulation based Modeling Methods)等基于控制論的方法（Control theorists based Modeling Methods）基于控制論方法包括離散時間差分方程模型以及連續(xù)時間微分方程模型，分別對應(yīng)離散系統(tǒng)和連續(xù)系統(tǒng)的建模。這些建模的思想主要是借鑒控制學(xué)科的理論，把供應(yīng)鏈系統(tǒng)輸入與輸出的關(guān)系用一系列的差分方程或微分方程來描述。這樣以來，有很多的控制理論的工具就可以用來分析與研究供應(yīng)鏈系統(tǒng)的內(nèi)在的動態(tài)特征，比如傳遞函數(shù)、根軌跡圖、頻域分析等等，這是此類方法最大的特點。我們可以將供應(yīng)鏈考

4、慮成為一個理想的多級庫存控制系統(tǒng)（如利用庫存平衡方程組來描述供應(yīng)鏈中的供應(yīng)商），然后用自動控制原理可以給出其系統(tǒng)方框圖及傳遞函數(shù)，就可以求出使系統(tǒng)穩(wěn)定的臨界值。由于方法本身的限制（具有很強(qiáng)的線性假設(shè)，即采用一系列的差分方程或微分方程來描述供應(yīng)鏈系統(tǒng)輸入與輸出的關(guān)系，但是目前大部分的供應(yīng)鏈不滿足這樣的假設(shè)），當(dāng)模型的規(guī)模很大、很復(fù)雜時，首先采用這種方法描述問題就很復(fù)雜，即使能夠很好的描述，要得到結(jié)果也是很困難的?；谶\(yùn)籌學(xué)的方法（OR based Modeling Methods）基于運(yùn)籌學(xué)的方法一般使用整數(shù)規(guī)劃（IP, Integer Programming）、混合整數(shù)規(guī)劃（MIP, Mixe

5、d Integer Programming）、排隊論（Queuing Theoretic Models）、策略評價模型（Option Valuation Models）、網(wǎng)絡(luò)流（Network Flow Models）以及博弈論模型（Game Theoretic Models）、統(tǒng)計分析（statistical Analysis）和傳統(tǒng)的優(yōu)化方法（Optimization），來描述和求解問題，模型可以覆蓋供應(yīng)鏈管理中的所有領(lǐng)域，主要用于策略性決策。求解的方法主要有分支定界法、Lagrange松弛方法、Bender分解方法和行因子化方法等。排隊論模型主要用于研究生產(chǎn)企業(yè)在平穩(wěn)生產(chǎn)狀態(tài)下的情況，如

6、各個設(shè)備或車間等的輸出率等，并對資源分配進(jìn)行優(yōu)化，如合理安排各個設(shè)備的加工任務(wù)、合理安排人員的加工任務(wù)等，以達(dá)到提高生產(chǎn)效率的目標(biāo)。網(wǎng)絡(luò)流模型主要用于研究供應(yīng)鏈中成員的選擇、布局以及供應(yīng)鏈的協(xié)調(diào)問題。網(wǎng)絡(luò)提供了一種描述供應(yīng)鏈結(jié)構(gòu)的方法，用網(wǎng)絡(luò)流模型來表示一個供應(yīng)鏈有其獨特的優(yōu)點，它能很方便地表示供應(yīng)鏈中各種活動的先后次序。使用網(wǎng)絡(luò)設(shè)計方法建立供應(yīng)鏈模型主要存在兩方面的問題：一方面由于用這種方法建立的模型一般規(guī)模比較大，隨著供應(yīng)鏈的擴(kuò)大、考慮范圍的擴(kuò)展，模型的求解也相應(yīng)地變得困難；另一方面則是它只能考慮確定和靜態(tài)的問題模型，考慮隨機(jī)因素的能力十分有限，而后者在供應(yīng)鏈中幾乎無處不在。策略評價模型主

7、要用于研究供應(yīng)鏈在不確定情況下的管理和協(xié)調(diào)問題。對跨國企業(yè)而言，經(jīng)常會有不確定事件發(fā)生，如匯率波動、政府政策改變或新技術(shù)的發(fā)明等。企業(yè)會采取各種策略對此做出反應(yīng)，如調(diào)整供應(yīng)鏈中成員的數(shù)量、采用不同的生產(chǎn)技術(shù)等。策略評價模型提供了一種對采取的措施和策略進(jìn)行評價的方法。策略評價模型一般是隨機(jī)動態(tài)規(guī)劃模型，目標(biāo)是使各個時期的期望費(fèi)用總和最小或總收益最大。許多供應(yīng)鏈模型都表示成混合整數(shù)規(guī)劃模型。目標(biāo)函數(shù)為生產(chǎn)和銷售成本等費(fèi)用最小或利潤最大，用整數(shù)變量表示供應(yīng)鏈中成員的選擇、生產(chǎn)技術(shù)的選擇、運(yùn)輸方式的選擇等，用連續(xù)變量表示供應(yīng)鏈中各成員的能力、各種資源的分配等，用約束表示供應(yīng)鏈中的物流平衡關(guān)系和供需關(guān)系

8、等。在供應(yīng)鏈系統(tǒng)的研究中，博弈論模型常常與運(yùn)籌學(xué)的其它方法相結(jié)合，分析供應(yīng)商與制造商之間、制造商與銷售商之間的相互協(xié)調(diào)問題，如研究制造商和銷售商之間的協(xié)調(diào)，確定制造商和銷售商各自的對策，確定產(chǎn)品價格、訂貨時間等，使他們都能獲得比原來更好的收益。我們可以看到，基于運(yùn)籌學(xué)的方法一般都需要較強(qiáng)的假設(shè)條件與數(shù)學(xué)抽象（比如統(tǒng)計模型中有關(guān)概率分布的假設(shè)），由于實際的供應(yīng)鏈系統(tǒng)包含了很多復(fù)雜的、不確定的因素（例如，組織、個人等等），同時供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)本身的復(fù)雜性將導(dǎo)致模型的結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，現(xiàn)有的數(shù)學(xué)工具還不能提供獲得最優(yōu)解的途徑，這使得運(yùn)籌學(xué)的方法不能很好的解決這一類問題，因而具有很強(qiáng)的局限性?；谙到y(tǒng)仿真的分析

9、方法（Simulation based Modeling Methods）-1目前，研究供應(yīng)鏈仿真的機(jī)構(gòu)總體上可以分為兩類。一類是IBM等軟件公司，它們多進(jìn)行的是商業(yè)化研究，仿真器具有良好的用戶界面、強(qiáng)大的功能 ，目前在供應(yīng)鏈研究中應(yīng)用的主要仿真軟件可包括：(1) 通用仿真軟件，主要包括Arena, Extend, GPSS/H, Micro Saint，Ithink，Powersim，Process Charter等。Process Charter是美國加州Scitor公司的產(chǎn)品。正如Scitor公司對該產(chǎn)品的描述：“大腦內(nèi)的流程圖”，它是一種很像流程圖（Flow Charter）的、非常簡

10、單易用的工具。Process Charter通過塊（block）、線（line）和文本三種基本圖形來構(gòu)建模型，用戶可以自定義各類資源（如勞動力和原材料等）及其特性（如質(zhì)量、成本、可使用性和再用性等）。Process Charter提供了對離散事件成本分析的完美仿真，但卻缺乏對連續(xù)事件仿真的支持。盡管軟件提供了多種預(yù)定義的條狀圖來察看仿真的結(jié)果信息，但卻不允許用戶建立自定義的圖形，也沒有用戶可導(dǎo)入的控件。Powersim是挪威Modell Data AS公司的產(chǎn)品，包含16種共150多個財務(wù)、數(shù)學(xué)、統(tǒng)計、控制和圖形等方面的函數(shù)。Powersim通過層次（Level）、流（Flow）、輔助（aux

11、iliaries）和鏈接（Link）等系統(tǒng)動態(tài)符號（System Dynamic Notation）來構(gòu)建系統(tǒng)，支持Windows平臺的動態(tài)數(shù)據(jù)交換(Dynamic Data Exchange，DDE)和對象的鏈接和嵌入（Object Linking and Embedding，OLE），并包含有大量的示例，使初學(xué)者可以很快的掌握它。 Powersim支持多用戶的并發(fā)訪問，它的數(shù)組處理能力和工作組支持能力使得它成為連續(xù)系統(tǒng)的強(qiáng)大模型工具，但它對離散事件系統(tǒng)的支持卻很有限。Ithink是High Performance Systems的產(chǎn)品，它包括基礎(chǔ)版和專業(yè)版兩種。和Powersim一樣，it

12、hink采用原料（Stocks）、流（Flow）、轉(zhuǎn)換器（Converter）和連結(jié)（Connector）等系統(tǒng)動態(tài)符號來建立模型，這些構(gòu)件分別與Powersim的構(gòu)件相對應(yīng)。盡管在連續(xù)系統(tǒng)的建模上，ithink不及Powersim，但卻提供了更好的離散事件建模。Ithink添加了隊列（Queue）、箱（Oven）和傳送器（Conveyor）三種特殊的原料來建立離散事件系統(tǒng)。Ithink可以通過不同的輸入進(jìn)行模型的靈敏度分析，并提供時間序列和分散的圖形來觀察仿真的輸出。Ithink還擁有大量的預(yù)定義塊和優(yōu)秀的文檔支持。(2) 制造系統(tǒng)仿真軟件，主要包括Arena Packaging Editi

13、on, AutoMod, ProModel, QUEST, Taylor ED, WITNESS , Extend+Manufacuring等。(3) 服務(wù)業(yè)（流程）仿真軟件，主要包括ProcessModel, ServiceModel, SIMPROCESS, Work Flow Analyzer, Extend+BPR等。Extend+BPR是美國Imagine That!公司的產(chǎn)品，它是一個幾乎對于任何流程的建模和重組都適用的強(qiáng)大的軟件包。Extend有基礎(chǔ)版、Extend+BPR 、Extend+ Manufacturing和Extend+BPR+Manufacturing四個版本。E

14、xtend采用塊框架（Block Framework）來建立和描述模型，盡管不如Process Charter容易掌握，但卻勝過Powersim和ithink的系統(tǒng)動態(tài)符號。Extend允許用戶在仿真中設(shè)置分析的靈敏度參數(shù)并可將不同參數(shù)下的仿真結(jié)果集成在一起使得用戶能夠?qū)Σ煌沫h(huán)境進(jìn)行快速的判別和決策。Extend對于連續(xù)和離散系統(tǒng)建模的完美支持，大量預(yù)建立的塊，對第三方廠商的接口支持和極強(qiáng)的可擴(kuò)充性等特點都使得Extend成為不可多得的工具。(4) 供應(yīng)鏈專用仿真軟件，主要包括i2 Supply Chain Strategist，IBM Supply Chain Analyzer, Supp

15、ly Chain Guru等。另外一類是Carnegie Mellon大學(xué)、Pennsylvania州立大學(xué)、Toronto大學(xué)等學(xué)校，主要出于學(xué)術(shù)研究的需要，開發(fā)具有自身特點的仿真器，采用的技術(shù)各具特色。例如，Carnegie Mellon University利用了Multi-Agent技術(shù)作為供應(yīng)鏈仿真器的框架，可以對供應(yīng)鏈的大部分戰(zhàn)略和政策問題進(jìn)行仿真，是一個較好的決策支持工具，目前仍然在進(jìn)一步研究與開發(fā)中?；诜匠痰姆椒ǎ‥quation based Modeling Methods）基于方程的方法主要是采用系統(tǒng)動力學(xué)的方法。系統(tǒng)動力學(xué)是美國麻省理工學(xué)院（MIT）以Jay Forre

16、ster教授為首的系統(tǒng)動力學(xué)小組在50年代創(chuàng)立和發(fā)展起來的一門學(xué)科。它的研究對象主要是復(fù)雜的、非線性的、具有多重反饋的連續(xù)系統(tǒng)。在發(fā)展的初期稱為“工業(yè)動力學(xué)”（Industrial Dynamics）。隨后又出現(xiàn)了研究城市的發(fā)展、人口變遷以及環(huán)境污染的“城市動力學(xué)”（Urban Dynamics）和研究全球社會和經(jīng)濟(jì)問題的“世界動力學(xué)”（World Dynamics）。1972年，Jay Forrester教授正式提出了“系統(tǒng)動力學(xué)”（System Dynamics，簡稱SD）的名稱?；陔x散事件仿真的分析方法（Discrete Event Simulation based Modeling

17、Methods）對供應(yīng)鏈仿真的研究主要是利用離散事件仿真(DES, Discrete event simulation)，并綜合利用運(yùn)籌學(xué)軟計算等優(yōu)化及建模技術(shù)，重點解決供應(yīng)鏈系統(tǒng)中供應(yīng)鏈設(shè)計、位置決策、庫存管理決策等戰(zhàn)略決策問題；普遍采用可重用的模塊化設(shè)計，利用圖形過程建模方法建立系統(tǒng)模型，在增強(qiáng)系統(tǒng)柔性的同時，降低用戶使用仿真器的復(fù)雜度（有關(guān)離散事件仿真的分析與應(yīng)用在后續(xù)的章節(jié)中有詳細(xì)地分析）?；诙嘀悄茏灾黧w的建模方法(Multi-Agent Simulation based Modeling Methods)隨著人工智能以及智能自主體技術(shù)的發(fā)展，利用具有一定自主推理、自主決策能力的多智

18、能自主體(Multi-Agent)以及由其組成的多智能主體系統(tǒng)(MAS, Multi-Agent System)，用來仿真、優(yōu)化、實施、控制企業(yè)供應(yīng)鏈的運(yùn)行，已經(jīng)成為研究和實施供應(yīng)錯管理的重要方法之一。其應(yīng)用包括:1. 建模與仿真方面的應(yīng)用建立供應(yīng)鏈的Multi-Agent仿真模型，通過仿真實際供應(yīng)鏈的運(yùn)行，為供應(yīng)鏈過程重組和供應(yīng)鏈運(yùn)行管理提供決策支持，是Multi-Agent在供應(yīng)鏈管理中的一個重要應(yīng)用方向。Multi-Agent模型是一種新型的、強(qiáng)有力的決策支持工具，它能夠為決策者評價供應(yīng)鏈運(yùn)行效率，進(jìn)行What-if分析，提供高效而易用的決策支持。2. 計劃調(diào)度與優(yōu)化求解方面的應(yīng)用企業(yè)供

19、應(yīng)鏈的各個環(huán)節(jié)一般都具有獨立的計劃調(diào)度能力，但是只有把這些獨立分散的計劃調(diào)度能力協(xié)調(diào)、整合在一起，才能使整條供應(yīng)鏈的運(yùn)行得到優(yōu)化。利用多智能主體系統(tǒng)協(xié)調(diào)供應(yīng)鏈各個環(huán)節(jié)的計劃調(diào)度，是研究歷史較長，而且應(yīng)用性最強(qiáng)的一個領(lǐng)域。在基于多智能主體的計劃調(diào)度系統(tǒng)中，每個智能自主體代表不同的資源，如機(jī)器設(shè)備、運(yùn)輸車輛、工人等，并且負(fù)責(zé)該資源的計劃與調(diào)度。3. 運(yùn)行與實施方面的應(yīng)用利用智能自主體構(gòu)建企業(yè)的信息基礎(chǔ)平臺，利用Multi-Agent作為供應(yīng)鏈協(xié)調(diào)和通信的主體，控制和管理企業(yè)供應(yīng)鏈的運(yùn)行，以提高供應(yīng)鏈管理的自動化和智能化程度，是Multi-Agent應(yīng)用于供應(yīng)鏈管理的一個重要研究方向。仿真技術(shù)在制造

20、業(yè)中的應(yīng)用與發(fā)展在制造企業(yè)產(chǎn)品設(shè)計和制造的過程中，計算機(jī)仿真一直是不可缺少的工具，它在減少損失、節(jié)約經(jīng)費(fèi)、縮短開發(fā)周期、提高產(chǎn)品質(zhì)量等方面發(fā)揮了巨大作用。制造業(yè)競爭的日趨激烈，促使各國研究和應(yīng)用先進(jìn)制造技術(shù)。先進(jìn)制造技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展，為計算機(jī)仿真的應(yīng)用提供新的舞臺，提出更高的要求。從發(fā)展的歷程來看，仿真技術(shù)應(yīng)用的領(lǐng)域空前的擴(kuò)大，已從傳統(tǒng)的制造領(lǐng)域（生產(chǎn)計劃制定、加工、裝配、測試）擴(kuò)展到產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)和銷售領(lǐng)域。而與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)結(jié)合所帶來的仿真的分布性、與圖形和傳感器技術(shù)相結(jié)合所帶來的仿真的交互性、以及仿真技術(shù)應(yīng)用的集成化，是仿真技術(shù)在制造業(yè)中應(yīng)用的新趨勢。按照仿真技術(shù)應(yīng)用的對象不同，可將制造業(yè)中應(yīng)用

21、的仿真分為四類：面向產(chǎn)品的仿真；面向制造工藝和裝備的仿真；面向生產(chǎn)管理的仿真；面向企業(yè)其它環(huán)節(jié)的仿真。本文將從以上四個方面，介紹計算機(jī)仿真在制造業(yè)中的具體應(yīng)用。本文最后還介紹了虛擬現(xiàn)實和擬實制造的概念，作為計算機(jī)仿真在制造業(yè)中應(yīng)用的展望。1. 制造技術(shù)的發(fā)展歷程制造業(yè)（包括機(jī)械制造、電子制造、非金屬制品制造、成衣制造以及各種型材制造等部類）是國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，其生產(chǎn)總值一般占各國國內(nèi)生產(chǎn)總值的20%55%。在各國的企業(yè)生產(chǎn)力構(gòu)成中，制造技術(shù)的作用一般占60%左右。所以有的專家認(rèn)為，世界上各個國家經(jīng)濟(jì)的競爭，主要是制造技術(shù)的競爭。隨著經(jīng)濟(jì)技術(shù)的高速發(fā)展以及顧客需求和市場環(huán)境的不斷變化，這種競爭

22、日趨激烈，各國政府都非常重視對制造業(yè)的研究。為了改進(jìn)以T（開發(fā)周期）、Q（產(chǎn)品質(zhì)量）、C（開發(fā)成本）、S（售后服務(wù)）、E（環(huán)境污染程度）為主要衡量指標(biāo)的產(chǎn)品及產(chǎn)品開發(fā)過程，美國在80年代末提出了包括系統(tǒng)總體技術(shù)、管理技術(shù)、設(shè)計制造一體化技術(shù)、制造工藝與裝備技術(shù)、支撐技術(shù)五大技術(shù)群在內(nèi)的先進(jìn)制造技術(shù)（AMT：Advanced Manufacturing Technology）的概念。經(jīng)過十余年的發(fā)展，五大技術(shù)群的內(nèi)容到現(xiàn)在已大大豐富，其具體含義如下12：2.     系統(tǒng)總體技術(shù)群：研究如柔性制造、計算機(jī)集成制造、敏捷制造、智能制造等先進(jìn)制造技術(shù)的設(shè)計、規(guī)劃、集成等

23、總體技術(shù)。      管理技術(shù)群：研究與制造企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營和組織管理相關(guān)的各種技術(shù)，如計算機(jī)輔助生產(chǎn)管理、物料需求計劃/制造資源計劃/企業(yè)資源計劃、供應(yīng)鏈管理、全面質(zhì)量管理、準(zhǔn)時制造、精良生產(chǎn)、企業(yè)經(jīng)營過程重構(gòu)等技術(shù)。    設(shè)計制造一體化技術(shù)群：研究與產(chǎn)品設(shè)計、制造、直到檢測等全過程相關(guān)的各種技術(shù)，如并行工程、計算機(jī)輔助設(shè)計/計算機(jī)輔助工程/計算機(jī)輔助制造、擬實制造、可靠性設(shè)計、智能優(yōu)化設(shè)計、質(zhì)量功能配置、數(shù)控技術(shù)、物料儲運(yùn)、自動控制、檢測監(jiān)控、以及質(zhì)量保證等技術(shù)。     

24、0;制造工藝與裝備技術(shù)群：研究與制造工藝及裝備相關(guān)的各種技術(shù)，如材料生產(chǎn)工藝及裝備（冶煉、軋鋼等）、常規(guī)加工工藝及裝備（鑄造、鍛造、焊接、熱處理等）、少無切削加工工藝及裝備、高速超高速加工工藝及裝備、精密超精密與納米加工工藝及裝備、特種加工工藝及裝備（激光、電子束等）。      支撐技術(shù)群：這一技術(shù)群是以上技術(shù)群賴以生存并不斷取得進(jìn)步的相關(guān)技術(shù)，如標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、軟件工程、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、多媒體技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、人工智能、虛擬現(xiàn)實技術(shù)、材料科學(xué)、人員教育和培訓(xùn)、人機(jī)工程學(xué)、環(huán)境科學(xué)等。以上涉及的主要制造技術(shù)的發(fā)展歷程及其在產(chǎn)品生命周期中所應(yīng)用的階

25、段可歸納為圖1。圖1中，縱軸代表年代，橫軸代表產(chǎn)品的生命周期，從市場需求形成開始，經(jīng)過概念設(shè)計（外形、特征、材料、價格、批量）、初步（總體）設(shè)計、詳細(xì)（部件）設(shè)計、工藝設(shè)計、生產(chǎn)計劃制定（材料采購）、生產(chǎn)（加工、裝配、測試），一直到銷售、維護(hù)，涉及企業(yè)的各個部門。通過對先進(jìn)制造技術(shù)的研究與應(yīng)用，大大提高了產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。2  計算機(jī)仿真的發(fā)展及在制造業(yè)中應(yīng)用的概況計算機(jī)仿真技術(shù)作為一門新興的高技術(shù)，其方法學(xué)建立在計算機(jī)能力的基礎(chǔ)之上。隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，仿真技術(shù)也得到迅速的發(fā)展，其應(yīng)用領(lǐng)域及其作用也越來越大。尤其在航空、航天、國防及其他大規(guī)模復(fù)雜系統(tǒng)的研制開發(fā)過程中

26、，計算機(jī)仿真一直是不可缺少的工具，它在減少損失、節(jié)約經(jīng)費(fèi)、縮短開發(fā)周期、提高產(chǎn)品質(zhì)量等方面發(fā)揮了巨大作用。 這學(xué)期周老師引導(dǎo)我們對仿真軟件中的arean進(jìn)行了學(xué)習(xí)。我們用該軟件進(jìn)行了一些生產(chǎn)場景的仿真。該軟件使用方便、一目了然。軟件中有很多模塊和函數(shù)，很貼近現(xiàn)實生活中物流場景。我們用arean軟件仿真一個實際加工過程，以下是這個模型的生產(chǎn)過程中的一些模擬場景及其制作過程。仿真系統(tǒng)的定義系統(tǒng)仿真是現(xiàn)代企業(yè)科學(xué)管理技術(shù)之一,是將對象系統(tǒng)模型化,把模型作為實驗裝置,用來分析已存在的或計劃中系統(tǒng)的一種技術(shù) 。系統(tǒng)仿真是工程師、經(jīng)理和決策人對提出的關(guān)于操作、流程、或是動態(tài)系統(tǒng)的方案進(jìn)行試驗、評估、以及視

27、覺化的工具。計算機(jī)仿真的特征是系統(tǒng)本身不必實裝就可以進(jìn)行實驗。它在減少損失、節(jié)約開支、縮短開發(fā)周期、提高生產(chǎn)效率、提高產(chǎn)品質(zhì)量等方面起著重要作用。仿真是以系統(tǒng)理論、形式化理論隨機(jī)過程理論、統(tǒng)計理論以及優(yōu)化理論為基礎(chǔ)，借助計算機(jī)和仿真軟件對實際系統(tǒng)行為進(jìn)行動態(tài)實驗研究的方法 。通俗而言，仿真是基于一定的知識或假設(shè)，對實際系統(tǒng)進(jìn)行模擬，從而更加深入地了解整個系統(tǒng)，并且對系統(tǒng)做出科學(xué)的調(diào)整、改善和優(yōu)化，為輔助決策提供依據(jù)。仿真的特點它可以將研制過程、運(yùn)行過程和實施過程放在實驗室中進(jìn)行，具有良好的可控制性、無破壞性、可復(fù)現(xiàn)性和經(jīng)濟(jì)性等特點。系統(tǒng)仿真在理論上體現(xiàn)了實驗思考的方法論，用它可以探索高技術(shù)領(lǐng)域

28、和復(fù)雜系統(tǒng)深層次的運(yùn)動機(jī)理和規(guī)律性，給出人們直觀邏輯推理不能預(yù)見的系統(tǒng)動態(tài)特征，具有科學(xué)的先驗性。系統(tǒng)仿真建模具有面向過程的特點，仿真模型與所研究系統(tǒng)的運(yùn)行過程在形式上和邏輯上存在對應(yīng)性，避免了建立抽象數(shù)學(xué)模型的困難，顯著簡化了建模過程，具有很好的直觀性仿真的基本類型離散系統(tǒng)仿真。連續(xù)系統(tǒng)仿真?；旌舷到y(tǒng)仿真下面我就倉儲的安全補(bǔ)給和客戶的得失為實例，運(yùn)用Arena來模擬該過程：先來看A生產(chǎn)線是如何模擬出來的（B生產(chǎn)線與A相似）：第一步：創(chuàng)建塊v Create模塊v 仿真模型中實體的起始點。實體是按照一個時間表或者基于到達(dá)時間間隔被創(chuàng)建的。實體離開Create模塊進(jìn)入到系統(tǒng)中被加工。v第二步：定義

29、變量v Assign模塊v 這個模塊用來創(chuàng)建一個變量或?qū)ψ兞浚瑢嶓w屬性，實體類型，實體的圖片或者其他的系統(tǒng)變量重新賦值。到目前為止我們只是使用其自增或者自減一個變量，稍后我們將用它來改變其他數(shù)量或者屬性的值抓舉時間符合三角分布（1，3，4），到達(dá)時間符合TNOW分布。第三步：創(chuàng)建實體v Process模塊vv 仿真中重要的處理步驟。Process可以被指定為Value added（增值服務(wù)） 或者vv non-value added（非增值服務(wù)），以便于可以累加它處理實體的各種成本或時間等。vv 一個 Process模塊能夠被定義為以下四個選項： Delay Seize Delay Seize

30、 Delay Release Delay Releasev 使用Process模塊的時候，推薦使用基礎(chǔ)的函數(shù)Delay或者Seize-Delay-Releas。產(chǎn)品在經(jīng)過A、B初加工或預(yù)處理后，都到達(dá)下一工序深加工。第四步：檢驗產(chǎn)品v Decide 模塊v 這個模塊允許在系統(tǒng)中進(jìn)行決策操作。它可選擇是基于條件還是基于概率的決策。vv 決策有下四種： 2-way by Chance：實體有一定的概率到達(dá)兩個可能的站點中的一個。 2-way by Condition：實體根據(jù)一定的條件到達(dá)兩個可能站點中的一個。這些條件包括隊列中等待的實體的數(shù)量，全局變量的值，一個屬性的值，等等。 N-way by

31、 Chance：實體有一定概率到達(dá)N個可能站點中的一個。 N-way by Condition：實體能夠根據(jù)一定的條件到達(dá)N個可能站點中的一個。檢驗產(chǎn)品是否加工合格。如果合格直接計數(shù)，若不合格，則再加工，然后再判斷，把合格的與不合格的分別計數(shù)。第五步：計數(shù)v Record 模塊v 這個模塊在仿真模型中通常用來收集用戶指定的統(tǒng)計信息。第六步：終止v Dispose模塊v 在仿真模型中，Dispose模塊主要用于作為實體的中止點。實體的統(tǒng)計信息將在實體離開模型前記錄下來。參數(shù)視圖終止的同時，資源也被釋放。然后運(yùn)行。以下是運(yùn)行的結(jié)果：下面是對結(jié)果的分析：當(dāng)然，我們也可以鍵入一切其他小模塊，例如插入時

32、鐘，日期等：僅僅反映了該軟件很少的一部分功能，還有很多功能有待我們進(jìn)一步學(xué)習(xí)和研究。為以后的工作做好準(zhǔn)備。我國全社會物流總成本占GDP的比重，自1998年降到21.4%以來，連續(xù)年在此百分比徘徊，到2004年仍在21.3%的水平。而國外物流發(fā)達(dá)國家的水平是8%10%左右。截至目前，我國的物流業(yè)仍然處于初級階段，停留在粗放式經(jīng)營的層面，質(zhì)量和效益還不很理想。與此相對，現(xiàn)代物流理念引入我國已有20余年的歷史，但物流真正為中國企業(yè)所重視，被提升到企業(yè)戰(zhàn)略管理的高度，第三方物流形成實際意義上的產(chǎn)業(yè)，則是在進(jìn)入21世紀(jì)才剛剛開始而已。當(dāng)前，國內(nèi)企業(yè)在物流成本的控制上，還處于一種探索階段，感性的成份居多。

33、提出物流支出費(fèi)用重要性的“黑大陸”學(xué)說，指明人們對物流費(fèi)用了解十分片面的“物流冰山”理論；闡明物流成本控制是企業(yè)利潤著眼點的“第三利潤源泉”假設(shè)；簡便易行的物流成本計算法“物流ABC”計算法等國外科研成果令中國企業(yè)眼花繚亂。值得我國企業(yè)警醒的是，這些理論學(xué)說均是建立在國際化大型企業(yè)的調(diào)研基礎(chǔ)之上。而我國的物流業(yè)基本是由50億美元規(guī)模以下的中小型企業(yè)組成。國際上已有的先進(jìn)物流理念如何在我國特有的經(jīng)濟(jì)情境中合理應(yīng)用，成為了一個急待解決的重大的課題。1 物流系統(tǒng)成本物流系統(tǒng)涵蓋了運(yùn)輸、倉儲、包裝、裝卸搬運(yùn)、配送、流通加工、物流信息等各個環(huán)節(jié)。站在企業(yè)的角度，需要降低的并不是系統(tǒng)中某一個環(huán)節(jié)的成本，而

34、是從全局出發(fā)，控制最終系統(tǒng)成本。要達(dá)到這一目的，需對物流整體系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整、改進(jìn)和優(yōu)化，以盡可能低的物流成本提供盡可能高的物流服務(wù)質(zhì)量。物流各子系統(tǒng)在自身得到合理優(yōu)化的基礎(chǔ)上相互銜接、相互適應(yīng)，形成最佳的結(jié)構(gòu)及運(yùn)行機(jī)制，既能充分發(fā)揮各子系統(tǒng)的效能，又能使系統(tǒng)的整體效率得以充分體現(xiàn)。最終，確保物流系統(tǒng)有能力根據(jù)商品的種類、數(shù)量、交貨要求、運(yùn)輸條件等，使商品盡可能由產(chǎn)地通過最少的環(huán)節(jié)，以最經(jīng)濟(jì)的路線，按時保質(zhì)地送到用戶手中，以達(dá)到降低物流費(fèi)用、提高經(jīng)濟(jì)效益的目的。提到物流系統(tǒng)，沃爾瑪（Wal-Mart）集團(tuán)是不可不提及的企業(yè)。沃爾瑪經(jīng)過44年的經(jīng)營，在美國已擁有3 000多家連鎖店，在海外擁有1 0

35、00家連鎖店，員工多達(dá)88.5萬人，是全球最大的零售企業(yè)。它所實行的成本領(lǐng)先戰(zhàn)略涵蓋了商品購存銷流轉(zhuǎn)過程所有環(huán)節(jié)上的成本和費(fèi)用控制。該公司現(xiàn)已建立62個配送中心，為全球4 000多家連鎖店提供配送服務(wù)，整個公司銷售8萬種商品，85%由這些配送中心供應(yīng)。沃爾瑪公司在美國國內(nèi)共有近3萬多個大型集裝箱掛車，5 500多輛大型貨運(yùn)卡車。每年的運(yùn)輸總量達(dá)到77.5億箱，總行程6.5億km。配送中心完全實現(xiàn)了自動化，每種商品都標(biāo)有條碼，由十幾公里長的傳送帶傳送商品，用激光掃描器和電腦追蹤每件商品的儲存位置及運(yùn)送情況。為合理調(diào)度如此規(guī)模的商品采購、庫存、物流和銷售管理，沃爾瑪公司建立了專門的電腦管理系統(tǒng)、衛(wèi)

36、星定位系統(tǒng)和電視調(diào)度系統(tǒng)，甚至擁有自己的衛(wèi)星。沃爾瑪?shù)奈锪飨到y(tǒng)是一個整體系統(tǒng)，一方面能夠及時保證貨架充足，一方面也會盡力使庫存量降到最低。2 整合物流系統(tǒng)的思路在現(xiàn)實中，最高的物流服務(wù)水平和最低的物流成本兩者是不可能同時成立的，它們之間存在著一種“二律背反定律”。高水平物流服務(wù)要求有大量的庫存、足夠的運(yùn)費(fèi)和充足的倉容，這勢必產(chǎn)生較高的物流成本；而低物流成本要求的是少量的庫存、低廉的運(yùn)費(fèi)和較少的倉容，這又必然減少服務(wù)項目，降低服務(wù)水平和標(biāo)準(zhǔn)。沃爾瑪在美國本土設(shè)立的物流系統(tǒng)從它現(xiàn)有的經(jīng)濟(jì)規(guī)模上較好地解決了“二律背反定律”，尋找到了自身最高的物流服務(wù)水平和最低的物流成本之間的有機(jī)平衡點。它在美國本土

37、的自動化配送中心，是當(dāng)今公認(rèn)最先進(jìn)的配送中心，實現(xiàn)了高效率、低成本的目標(biāo)，為沃爾瑪實行“天天平價”提供了可靠的后勤保證。但是，進(jìn)入中國市場的沃爾瑪并沒有立刻把它在美國本土的經(jīng)營模式照搬到中國來，而是按實際情況，適時合理地逐步設(shè)置采購中心與配送中心，有條不紊地升級自動化水平。沃爾瑪?shù)倪@種態(tài)度頗值得我國企業(yè)玩味。（1）運(yùn)輸成本控制。我國企業(yè)受規(guī)模所限，既沒有必要也沒有可能在短時間內(nèi)擁有龐大的運(yùn)輸能力，更不可能廣泛應(yīng)用GPS定位之類的技術(shù)。這就要求企業(yè)必須充分運(yùn)用社會現(xiàn)有設(shè)施，從全局出發(fā)，力求運(yùn)輸距離短、運(yùn)輸能力省、中間運(yùn)轉(zhuǎn)少、到達(dá)速度快、運(yùn)輸費(fèi)用低、運(yùn)輸質(zhì)量高，高效規(guī)劃航空、鐵路、公路、水路聯(lián)運(yùn)。

38、（2）配送成本控制。即使是實力雄厚的沃爾瑪，來到中國后也沒有立刻大規(guī)模的布局配送中心，而是按發(fā)展戰(zhàn)略逐步開展業(yè)務(wù)。我國企業(yè)也應(yīng)遵循這一原則，按網(wǎng)點分布和發(fā)展規(guī)模適度設(shè)置配送中心。一些生產(chǎn)型企業(yè)的內(nèi)部物流在現(xiàn)階段則根本不必考慮建立配送中心，只需優(yōu)化倉儲。（3）物流設(shè)施與設(shè)備的合理化。每一個企業(yè)的物流都有自身的特點，企業(yè)應(yīng)就此合理選擇物流設(shè)備與物流設(shè)施。倉庫是自建還是租賃，需要設(shè)置何種貨架，使用何種材質(zhì)、規(guī)格的托盤，配備哪些種類的運(yùn)輸、搬運(yùn)工具與車輛等都是每個企業(yè)要認(rèn)真考慮的問題。物流設(shè)施與設(shè)備不要求多而全，但一定要能適應(yīng)本企業(yè)的特點。以商品流通為主業(yè)的武漢中百倉儲配送中心擁有自己的歐式倉庫，采取托盤式貨架