物流系统建模与仿真ppt.ppt

第一节 系统建模与仿真概述第二节 仿真工具第三节 物流系统建模与仿真实例 第八章物流系统建模与仿真 一 为什么需要进行系统仿真 二 建立模型的原则三 系统模型的分类四 系统仿真的步骤五 离散事件系统仿真基本概念六 离散事件系统仿真的方法 第一节系统建模与仿真概述 系统不存在 在系统上进行的实验会造成巨大的破坏和损失 系统无法恢复 实验条件无法保证 一 为什么需要进行系统仿真 清晰性 相关性 准确性 可辨识性 集合性 二 建立模型的原则 三 系统模型的分类 问题定义制定目标描述系统并对所有假设列表罗列出所有可能替代方案收集数据和信息建立计算机模型校验和确认模型运行模型分析输出 四 系统仿真的一般步骤 四 系统仿真的一般步骤 五 离散事件系统仿真基本概念 离散事件系统的状态只在离散的时间点上发生变化 而且这些离散的时间点是不确定的 具有很强的随机性 首先考察一个简单的例子 某理发店只有一个理发师 在正常工作的时间内 如果没有顾客到达理发店 则理发师空闲 如果有顾客到达理发店 则理发师为顾客进行理发服务 如果顾客到达理发店时 理发师正在为其他顾客服务 则新来的顾客在一旁排队等候 显然 每个顾客到达理发店的时间是随机的 而理发师为每个顾客进行理发服务的时间也是随机的 从而每个队列中的顾客等候的时间也是随机的 这是一个典型的离散事件系统的例子 离散事件系统建模过程中的一些基本概念包括 1 实体 2 事件 3 成分 4 活动 5 进程 6 仿真钟 7 随机变量 从处理手段上看 离散事件系统仿真方法可分为两类 1 面向过程的离散事件系统仿真 主要研究仿真过程中发生的事件以及模型中实体的活动 2 面向对象的离散事件系统仿真 在面向对象仿真中 组成系统的实体用对象来描述 对象有三个基本的描述部分 即属性 活动和消息 六 离散事件系统仿真的方法 一 计算机仿真软件的发展二 物流系统建模与仿真软件简介三 复杂系统仿真软件选择的原则四 物流与供应链仿真软件WITNESS简介 第二节仿真工具 1 第一阶段从50年代到60年代初期2 第二阶段60年代到70年代3 第三阶段70年代到80年代初期4 第四阶段80年代中期开始一体化建模与仿真环境研究 一 计算机仿真软件的发展 典型的系统仿真软件 1 20 sim 2 arena 3 Automod 4 Awesim 5 Easy5 6 Idef 7 Intrax 8 ManufacturingEngineering 9 Matlab 10 Modsim 11 Promodel 12 Prosolvia 13 Quest 14 SDISupplyChain 15 Witness SDX 二 物流系统建模与仿真软件 软件选择中需要考虑如下问题 1 一般性问题2 输入方面3 处理过程的考虑4 系统环境方面5 成本方面6 基本要求 三 复杂系统仿真软件选择的原则 1 WITNESS系统的建模元素2 规则3 WITNESS建模与仿真的步骤4 WITNESS建模与仿真过程应用举例 四 物流与供应链仿真软件WITNESS简介 1 离散型元素 2 连续型元素 3 运输逻辑型元素 4 逻辑元素 5 图形元素 1 WITNESS系统的建模元素 1 输入规则 InputRules 2 输出规则 OutputRules 3 劳动者规则 LaborRules 2 规则 1 定义系统元素 2 显示系统元素 3 详细定义 4 运行 5 报告 6 归档 7 优化 3 WITNESS建模与仿真的步骤 4 WITNESS建模与仿真过程应用举例 在实例模型中 小部件 widget 要经过称重 冲洗 加工和检测等操作 执行完每一步操作后小部件通过充当运输工具和缓存器的传送带 conveyer 传送至下一个操作单元 小部件在经过最后一道工序 检测 以后 脱离本模型系统 仿真一周 试求该系统的产出量和各设备的利用率 本模型系统的流程视图如图 该模型的建立步骤 1 定义元素 2 显示元素由于是动画仿真系统 因此对系统的每一个对象要进行可视化定义 系统提供了图形库和颜色集 用户可以根据自己的想象选择合适的图形和颜色 同时 用户还可以自己绘制系统中各个对象的图形 本步骤需要选定各个对象 然后可视化对象并进行定位 3 详细定义本步骤要分别定义每个元素detail对话框中的参数 4 机器的详细定义本模型中对机器主要定义它们的机器类型 加工周期 进入规则和送出规则 5 仿真运行运行一周 5天 8小时 60分钟 2400分钟 6 仿真分析 一 垃圾回收物流系统介绍二 系统框架三 数据信息四 仿真系统逻辑结构五 WITNESS仿真模型的建立六 仿真运行与结果分析七 系统优化 第三节物流系统建模与仿真实例 垃圾回收物流系统 城市某一区域 共有7个居民小区 每个小区有一个固定垃圾投放处 两个垃圾箱分别投放完全废弃垃圾和可回收利用垃圾 每天有专门公司 垃圾处理公司 派运输车收集垃圾 将垃圾从居民区运送至中转站 再由中转站运至目的地 垃圾处理中心 仿真研究如何设计物流系统 能够使收集系统在满足时间约束 载重约束的条件下 使系统的物流总成本最小 通过对多种系统配置方案 收集方式 车辆载重 人员数等 的仿真 寻求达到最低系统总成本的最优系统配置 该回收系统中可以分解为两个子系统 一个为从居民小区回收至中转站 一个为从中转站回收至处理中心 这两个子系统具有一定的相似性 都是从固定点收集物料 在车辆容量限制 工作时间的限制下 用最短路径完成运输任务 因此 研究收集子系统具有一定代表性 一 垃圾回收物流系统介绍 二 系统框架 1 地理及需求信息2 与收集车辆有关的信息3 与垃圾相关的信息4 收集垃圾的成本函数 三 数据信息 1 地理及需求信息收集点信息 点间距离 2 与收集车辆有关的信息 3 与垃圾相关的信息 人均垃圾量 平均每人每天产生的垃圾数量 垃圾比例 各种垃圾成分所占比例 假设人均垃圾量服从均值为1 2kg 天的埃尔郎分布ERLANG MEAN 3 PRN 垃圾成分分为两类 一类为可重复利用资源 一类为无用需销毁垃圾 两者比例即垃圾比例为1 2 4 收集垃圾的成本函数 TLC ccost 1 ccost 2 ccost i price i cost i timecost i p i 365 60timecost i runtime i 240 timeweigh 四 仿真系统