物流系统设计与评价修订PPT课件

1、1学习目标 物流系统模式的含义及设计依据 物流系统运作流程的基本理论 系统模式设计的基本内容 系统优化理论与基本原则第1页/共100页2 离散物流系统的建模与仿真 对物流系统特征值分析并建立特征值评价体系第2页/共100页3熟练掌握的内容：1.物流网络优化方法2.仿真软件在物流系统设计中的应用第3页/共100页4了解/理解内容：1.几种典型的分销物流系统运行模式2.现代企业物流运作管理模式3.物流系统优化的10项基本原则4.物流系统仿真工具第4页/共100页5国美电器的物流系统思考题：国美电器凭借什么实现她的宏伟蓝图？支持国美高速扩张的物流系统是如何运作的？第5页/共100页6 第一节 物流系

2、统模式 第二节 物流系统运作流程 第三节 物流系统模型设计 第四节 物流系统优化与评价 第五节 物流系统仿真 第6页/共100页7 第一节 物流系统模式 本节点睛 一、物流系统模式的含义及设计内容 二、物流系统模式设计的理论依据 三、几种典型的分销物流系统运行模式 第7页/共100页8一、物流系统模式的含义及设计内容 1.含义： 在企业供应链物流渠道上，物流据点与线路及其功能的组合一旦稳定下来就形成了物流系统模式。 物流系统模式的表现形式上物流据点与线路的组合，其内在精髓是组合后的物流系统运行机制，物流系统模式的设计依据是企业物流系统的目的。 第8页/共100页9一、物流系统模式的含义及设计内

3、容 2.设计内容： 明确物流据点在供应链中的地位及其功能、供应链库存的控制方法、各据点的物流衔接方式、信息处理与传递的方式与手段，并对整个系统运行机制进行安排等。 第9页/共100页10一、物流系统模式的含义及设计内容 3.实例分析： 以MD公司供应物流系统变革为例说明物流系统模式设计原理及意义 第10页/共100页11一、物流系统模式的含义及设计内容 实例分析第11页/共100页12一、物流系统模式的含义及设计内容 实例分析第12页/共100页13二、物流系统模式设计的理论依据 物流系统模式设计其实质上是商流物流信息流的分离，也是对供应链的业务流程进行再造，因此其设计的理论基础是“商物分离”

4、的基本原理、供应链管理理论及业务流程重组（BPR）理论。 第13页/共100页14二、物流系统模式设计的理论依据 1商物分离理论 商物分离是物流科学赖以存在的先决条件，也是设计物流系统模式的理论依据。第14页/共100页15二、物流系统模式设计的理论依据 2供应链管理（Supply Chain Management, SCM）理论 供应链管理，即利用计算机网络技术全面规划供应链中的商流、物流、信息流、资金链等，并进行计划、组织、协调与控制 第15页/共100页16二、物流系统模式设计的理论依据 从物流系统的角度看，供应链物流管理是将供应链中的上下游企业作为一个整体，通过相互合作，信息共享，实现

5、库存的合理配置，提高物流的快速反应能力，降低物流成本。u2供应链管理供应链管理 （Supply Chain Management, SCM）理论）理论第16页/共100页17二、物流系统模式设计的理论依据 3业务流程重组理论 业务流程重组（Business Process Reengineering, BPR）就是对企业的业务流程进行根本性再思考和彻底性再设计，从而在成本、质量、服务和速度等方面获得戏剧性的改善，使企业能最大限度地适应以顾客、竞争和变化为特征的现代企业经营环境。 第17页/共100页18三、几种典型的分销物流系统运行模式 1物流中心库存集中型 2配送中心换载基地型 3C类商品后

6、方配置型 4多频率小批量集中出库型 5工厂直达送货型第18页/共100页19u1物流中心库存集中型 这是制造企业具有代表性的物流系统基本模式，是建立在双重区域处理基础上的物流系统化的有效模式。 第19页/共100页20u2配送中心换载基地型 这种模式是适应及时生产、及时配送方式的一种物流系统。换载基地属于没有库存的配送基地。 第20页/共100页21u3C类商品后方配置型 C类商品是指出库频率十分低的那些商品。这种模式将偶尔出库的商品集中放置在工厂附近的物流中心，配送中心只备出库频率较高的A、B两类商品，当顾客需要C类商品时，由物流中心直接送达顾客或经由配送中心转送 第21页/共100页22u

7、4多频率小批量集中出库型 这种模式是将大批量货物的物流业务与多品种小批量货物的物流业务分离开来，以提高多品种小批量货物分拣和出库等作业效率，便于实现机械化作业。第22页/共100页23u5工厂直达送货型 这是企业物流系统的一种极端形式，在多数情况下，与第一种类型的物流系统结合在一起使用 第23页/共100页24第二节 物流系统运作流程 本节点睛 一、物流运作流程概述 二、企业物流运作流程的功能与特征 三、影响企业物流运作流程设计的因素 四、现代企业物流运作管理模式第24页/共100页25一、物流运作流程概述 1.物流运作流程的概念 企业物流运作流程是指企业物流活动过程中完成物流目标的所有产生物

8、流价值的行为集合和工作程序。 借助哈默和钱比的观点，对企业物流运作流程冲击最大的主要有三要素，即顾客、竞争和变化。第25页/共100页26u2.物流运作流程的基本构造 横向结构和纵向结构。1）横向结构 横向结构是指企业物流运作从投入到产出总过程相关的一系列基本流程，主要包括以下内容： 物流作业流程 物流服务流程 物流信息流程 物流管理流程一、物流运作流程概述 第26页/共100页272）纵向结构纵向结构是指从企业物流运作决策到物流运作执行的过程，主要包括以下内容： 物流运作决策流程。 物流运作执行流程。一、物流运作流程概述 第27页/共100页28二、企业物流运作流程的功能与特征1.企业物流运

9、作流程的基本功能u（1）标准功能u（2）整合功能u（3）效率功能第28页/共100页29u2.企业物流运作流程的特性 （1）逻辑性 （2）变动性 （3）可分解性第29页/共100页30三、影响企业物流运作流程设计的因素 影响企业物流运作流程设计的因素有以下3个：（1）企业宗旨 企业宗旨是企业物流运作流程设计的基本出发点。（2）企业经营战略目标 企业物流运作流程必须服从企业经营战略目标。（3）技术条件 技术条件决定着物流运作流程的基本路径、工作环节。第30页/共100页31四、现代企业物流运作管理模式 1.物流一体化运作管理模式 2.物流准时化运作管理模式 3.物流精益化运作管理模式 4.物流服

10、务导向运作管理模式第31页/共100页32u1.物流一体化运作管理模式 物流一体化是20世纪末最有影响的物流运作模式之一，是指不同的职能部门之间或不同的企业之间形成的物流合作。 物流一体化又可分为三种运作形式： 垂直一体化物流 水平一体化物流 网络一体化物流第32页/共100页33u2.物流准时化运作管理模式 准时方式是生产领域中的一种包含物流理念的生产方式。 实施准时物流，首先要有可靠的资源保障。资源越丰富，系统的稳定性就越高；其次，需要有比较完善的社会物流平台。社会物流的基础平台包括：运输线路、运输结点和当地的交通管理、道路通行状况。 第33页/共100页34u3.物流精益化运作管理模式

11、精益物流（Lean Logistics）是起源于日本丰田汽车公司的一种物流管理思想，其目标是消灭物流过程中包括多余库存在内的一切浪费，并据此采取一系列具体措施。 第34页/共100页35u4.物流服务导向运作管理模式 物流服务已成为企业发展战略的重要内容。 建立物流服务导向运作管理系统，首先需要确定物流服务的目标。其次，需要构建完善的物流服务信息系统，确保物流服务的质量和水平。第35页/共100页36第三节 物流系统模型设计 本节点睛 一、物流系统的产业结构 二、物流系统模型的内涵 三、物流系统模型的分类 四、物流系统的建模方法与步骤 第36页/共100页37一、物流系统的产业结构 1.物流产

12、业的特征 物流是一个由多个子系统组成的产业，物流产业具有以下四个特征： 多行业性 基础性 服务性 综合性第37页/共100页38一、物流系统的产业结构 2.物流产业结构划分 物流产业结构可以从以下两个方面来划分：1）按照物流业务环节划分： 交通运输业 ；仓储业 ；包装业 ；装卸业 ；流通加工业 ；邮政业 ；物流信息业 2）按照物流业务组织化程度划分： 第一方物流；第二方物流；第三方物流第38页/共100页39二、物流系统模型的内涵 1.物流系统模型 2.物流系统模型的主要要求 3.物流系统建模的意义 4.物流系统设计第39页/共100页40u1.物流系统模型 模型是对物流系统的特征要素、有关信

13、息和变化规律的一种抽象表述，它反映厂系统某些本质属性。 物流系统模型更深刻、更普遍地反映所研究物流系统主题的特征。 物流系统建模就是把物流系统中各个组成部分的主要特征要素及其变化规律、各组成部分之间的输入输出关系建立系统模型，便于运用分析方法或计算机仿真方法得出物流系统的优化解。 第40页/共100页41u2.物流系统模型的主要要求 在进行物流系统建模时，对所建立的模型有一些具体的要求：u保持足够的精度。u简单实用。u尽量借鉴标准形式。第41页/共100页42u3.物流系统建模的意义 模型化提供了一种科学的方法，通过建立易于操作的模型，帮助人们深刻的认识物流过程。 把需要解决的系统问题，通过系

14、统分析，明确其内部构成、系统特性和形式，用数学表达式从整体上说明它们之间的结构关系和动态情况。第42页/共100页43u3.物流系统建模的意义 把非常复杂的物流系统的内部和外部关系，变成可以进行准确分析和处理的结构形式，简化了现实物流系统或新的物流系统的分析过程。 提供了计算机协同操作的连接条件，为计算机辅助物流管理系统（CALM）的建立做了理论准备。第43页/共100页44u4.物流系统设计 物流系统设计是指经过系统分析，完成物流系统硬件结构和软件结构体系的构想，形成物流系统组织设计和技术方案的过程。 物流系统设计的基本原则： 从物流的需求和供给两个方面谋求物流的大量化、时间和成本的均衡化、

15、货物的直达化以及搬运装卸的省力化。 第44页/共100页45第四节 物流系统优化与评价 本节点睛 一、物流系统优化理论 二、物流系统优化的10项基本原则 三、物流网络优化方法 四、物流系统的评价第45页/共100页46一、物流系统优化理论物流系统优化的基本原理包括： 物流目标系统化； 物流要素集成化； 物流系统网络化； 物流接口无缝化； 物流反应快速化； 物流信息电子化； 物流运作规范化； 物流经营市场化； 物流服务系列化。第46页/共100页47二、物流系统优化的10项基本原则 1目标：设定的目标必须是定量、可测评的 2模型：模型必须忠实地反映实际的物流过程 3数据：数据必须准确、及时和全面

16、 4集成：系统集成必须全面支持数据的自动传递 5表述：系统优化方案必须以一种便于执行、管理和控制的形式来表述 6算法：算法必须灵活地利用独特的问题结构 第47页/共100页48二、物流系统优化的10项基本原则 7计算：计算平台必须具有足够的容量在可接受的时间段内给出优化方案 8人员：负责物流系统优化的人员必须具备支持建模、数据收集和优化方案所需的领导和技术专长 9过程：商务过程必须支持优化并具有持续的改进能力 10回报：投资回报必须是可以证实的，必须考虑技术、人员和操作的总成本第48页/共100页49三、物流网络优化方法 目前一般都应用数学规划等相关理论解决网络规划问题。 本节就重点介绍基于运

17、输费用最小的原则物流网络优化模型以及服务范围优化模型建立方法。 第49页/共100页50三、物流网络优化方法 1.物流网络优化模型的建立 已知某企业有40个需求城市，准备在广州或深圳设立物流中心，配送中心候选地有8个。企业物流网络结构如图3-11。 从1个物流中心，经过若干个配送中心，向若干个客户配送货品。选择若干个配送中心，使总的物流成本最低。第50页/共100页51u1.物流网络优化模型的建立第51页/共100页52u1.物流网络优化模型的建立（1）优化目标 整个网络的优化目标是整个网络的物流成本最低。整个网络的物流成本包括以下几个部分：总物流费用=（总运费+总配送费）+配送中心仓储费+配

18、送中心内部可变费用+配送中心固定费用第52页/共100页53u1.物流网络优化模型的建立（2）数学模型 目标函数可表示成： 约束条件：jjjjjjjjjijkijkjkijijkZrVQZwZexdcxfminkijijkpx11810ijkx i=1 i=1；j=1j=1，2 2，8 8；k=1k=1，2 2，3 3，4040 k=1，2，3，40 第53页/共100页54u1.物流网络优化模型的建立（2）数学模型 式中：第54页/共100页55u1.物流网络优化模型的建立（2）数学模型 式中：第55页/共100页56u1.物流网络优化模型的建立（2）数学模型 目标函数中： 第一项是运输、配

19、送费。 第二项是配送中心的仓储费，与通过量成正比。 第三项配送中心的可变成本，与通过量成正比，考虑规模经济性，一般0Q1；假设Q=1/2。 第四项是配送中心的固定费，与变量无关，优化计算上可不考虑。jjjjjjjjjijkijkjkijijkZrVQZwZexdcxfmin此优化模型为非线性规划模型，可采用启发式方法利用计算机求解。此优化模型为非线性规划模型，可采用启发式方法利用计算机求解。第56页/共100页57三、物流网络优化方法 2服务范围优化模型建立 例：已知某企业由一个物流中心（广州）经由4个配送中心（广州、深圳、福州、武汉）向若干个需求城市配送（如图3-12所示）。 第57页/共1

20、00页58第58页/共100页59u2服务范围优化模型建立 已知：物流中心到各个配送中心的距离及单位运费、各配送中心到各需求城市的距离和单位运费以及各个需求城市的需求量，求使总运费最低的运输方案。 这是一个数学规划问题。数学模型研究如下。 第59页/共100页60u2服务范围优化模型建立 设由配送中心j到需求城市k的配送量为 目标函数为： 约束条件：jkxjkjkjkjkjkjjkjkjkjjkxdcxdxcxf minjkjkpx k=1，2，3，40 jkx0 j=1，2，3，4；k=1，2，3， ，40 第60页/共100页61u2服务范围优化模型建立 式中：这是一个运输线性规划问题模型

21、，可采用计算机求解jcjkdkp从物流中心i到配送中心j每单位量的运输成本 从配送中心j到客户k，每单位量的配送成本 第k个需求城市的配送需求量 j=1，2，3，4 k=1，2，40第61页/共100页62四、物流系统的评价 1.物流系统评价的原则 2.物流系统的特征值 3.物流系统评价的步骤 4.物流系统评价方法第62页/共100页63u1.物流系统评价的原则 为了对物流系统作出一个正确的评价，应遵循下列基本原则：1）要保证评价的客观性 2）坚持技术上先进适用、经济上合理的原则 3）坚持局部效益服从整体效益的原则 4）指标体系和评价指标的建立要坚持先进合理、可操作性原则 5）在定性分析的基础

22、上坚持定量分析，对系统作出客观合理的评价。第63页/共100页64u2.物流系统的特征值1）物流系统特征值的构成（1）物流生产率：物流生产率通常包括实际生产率、利用率、行为水平、成本和库存五个方面的指标。 （2）物流质量：根据物流系统的产出，可将物流质量划分为物料流转质量和物流业务质量两方面 第64页/共100页652）常用的特征值指标举例 （1）运输 可将运输分为自备运输和外用运输来分布建立指标体系，衡量其生产率和质量，图为其常用的特征值指标。 运费比预算外用运输生产率指标质量指标运费占产值的百分比每吨每公里运费物品损坏率正点运输率自备运输生产率指标质量指标运费占产值的百分比运费比预算每吨每

23、公里运费运力利用率装载效率时间利用率物品损坏率正点运输率第65页/共100页662）常用的特征值指标举例 （2）仓储：可按大宗原料库、辅助材料、中间在制品和产品仓库来分别衡量其生产率和质量。每种仓库可分为外用与自备两种，如图所示。外用仓库生产率指标质量指标年仓储费用比年储备资金总额年仓储费用比年物品周转量物品完好率物品盈亏率物品错发率第66页/共100页672）常用的特征值指标举例 （2）仓储：自备仓库生产率指标质量指标年仓储费用比年储备资金总额仓储费用比预算人均年物品周转量设备时间利用率仓容利用率仓库面积利用率物品完好率物品盈亏率物品错发率第67页/共100页68u3.物流系统评价的步骤1）

24、明确评价目的和评价内容；2）确定评价因素； 3）确定评价指标体系；4）制定评价准则；5）确定评价方法；6）单项评价；7）综合评价。第68页/共100页69u4.物流系统评价方法 由于物流系统的结构不同、性能不同、评价因素不同，因此评价方法也有不同。系统评价方法的选用应根据物流系统的具体情况而定。下面介绍几种目前常用的物流系统评价方法： 经济分析法 层次分析法 专家评价法第69页/共100页70第五节 物流系统仿真本节点睛 一、物流系统仿真概述 二、物流仿真软件介绍第70页/共100页71一、物流系统仿真概述 1.系统仿真 2.离散事件系统建模与仿真 3.系统仿真在物流系统研究中的作用 第71页

25、/共100页72u1.系统仿真 1） 系统仿真及其分类u系统仿真是建立在控制理论、相似理论、信息处理技术和计算机初等理论基础之上的，以计算机和其他专用物流效应设备为工具，利用系统模型多真实或假设的系统进行实验，并借助于专家的经验知识、统计数据和信息资料对实验结果进行分析研究，进而做出决策的一门综合的实验性学科。 第72页/共100页73u1.系统仿真 1）系统仿真及其分类根据模型不同：物理仿真、数学仿真和物流数学仿真；根据计算机的类别：模拟仿真、数字仿真和混合仿真；根据系统的特性：连续系统仿真、离散时间系统（采样系统）仿真和离散事件系统仿真；根据仿真时钟与实际时钟的关系：实时仿真、欠实时仿真和

26、超实时仿真等 第73页/共100页74u1.系统仿真2）系统仿真的一般步骤不论仿真项目的类型和研究目的有何不同，仿真的基本过程是保持不变的，要进行如下九步：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 第74页/共100页75u1.系统仿真 3）仿真必要性问题 要想仿真能够正确地解决问题，在决定进行仿真研究之前，要对以下四个项目进行正确评估： 问题类型； 资源的可获得性； 费用； 数据的可获得性第75页/共100页76u1.系统仿真 4）系统仿真方法具有以下优势 有助于真实系统的分析 对复杂系统具有很好的适应性 有利于

27、正确反映随机因素的影响 是实现系统优化的间接方法第76页/共100页77u2.离散事件系统建模与仿真 1）基本概念 （1）实体 系统的三个基本要素之一，它是指组成系统的物理单元。实体可分为临时实体和永久实体两类。 （2）事件 事件是描述系统的另一基本要素。事件是指引起系统状态变化的行为。事件一般分为两类：必然事件和条件事件。 第77页/共100页78u2.离散事件系统建模与仿真 （3）成分 系统的第三个基本要素是成分。成分与实体是同一概念，只是根据习惯，在描述系统时用实体，而在某些描述中用成分。成分分为主动成分和被动成分。 （4）活动 两个相邻发生的事件之间的过程称为活动。它标志着系统状态的转

28、移。第78页/共100页79u2.离散事件系统建模与仿真 （5）进程 若干事件与若干活动组成的过程称为进程。它描述了各事件活动发生的相互逻辑关系及时序关系。 （6）仿真钟 仿真钟用于表示仿真时间的变化。 仿真钟所显示的是仿真系统对应实际系统的运行时间，而不是计算机运行仿真模型的时间 第79页/共100页80u2.离散事件系统建模与仿真 （7）随机变量 复杂的现实系统常常包含有随机的因素。在物流系统中工件的到达、运输车辆的到达和运输事件等一般都是随机的。这些复杂的随机系统很难找到相应的解析式来描述和求解。系统仿真技术成了解决这类问题的有效方法。 第80页/共100页81u2.离散事件系统建模与仿

29、真 2）离散事件系统仿真方法分类 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（2）面向对象的离散事件系统仿真第81页/共100页82u2.离散事件系统建模与仿真 3）仿真算法 目前最常用的仿真算法有：面向事件的事件调度法面向活动的活动扫描法面向进程的进程交互法 为了适应不同系统的仿真，往往综合运用这三种算法。 第82页/共100页83u3.系统仿真在物流系统研究中的作用 1）物流系统设施规划与设计 一个复杂的物流系统，由自动化立体仓库、AGV、缓冲站等组成。系统设计面临的问题是，如何确定自动化立体仓库的货位数；确定AGV的速度、数量；确定缓冲站的个数；确定

30、堆垛机的装载能力（运行速度和数量），以及如何规划物流设备的布局；设计AGV的运送路线等。 系统仿真运行准确地反映了未来物流系统在有选择的改变各种参数时的运行效果，从而使设计者对规划与方案的实际效果更加胸有成竹。如图所示。 第83页/共100页84u3.系统仿真在物流系统研究中的作用 2）物料控制 生产加工的各个工序，其加工节奏一般是不协调的，物料供应部分与生产加工部门的供求关系存在矛盾。为确保物料及时准确的供应，最有效的办法是在工厂、车间设置物料仓库，在生产工序间设置缓冲物料库，来协调生产节奏。 通过对物料库存状态的仿真，可以动态地模拟入库、库存的实际状况。根据加工需要，正确地掌握入手、出库的

31、时机和数量。如图所示。 第84页/共100页85u3.系统仿真在物流系统研究中的作用 3）物料运输调度 运输调度是物流系统最复杂、动态变化最大的，很难用解析方法描述运输的全过程，系统仿真是比较有效的方法。建立运输系统模型，动态运行此模型，再用动画将运行状态、道路堵塞情况、物料供应情况等生动地呈现出来。仿真结果还提供各种数据，包括车辆的运行时间、利用率等等。 如图所示。通过对运输调度过程的仿真，调度人员对所执行的调度粗略进行检验和评价，就可以采取比较合理的调度策略 第85页/共100页86u3.系统仿真在物流系统研究中的作用 4）物流成本估算物流过程是非常复杂的动态过程。物流成本包括运输成本、库

32、存成本、装卸成本，成本的核算与花费的时间直接有关。物流系统仿真是对物流整个过程的模拟，过程中每一个操作都通过仿真被记录下来。因此，人们可以通过仿真，统计物流时间的花费，进而计算物流的成本。 第86页/共100页87二、物流仿真软件介绍 1.Arena软件 Arena提供了建模、仿真、统计分析、优化和结果输出的基本功能。该软件可以用来模拟服务、制造、运输、物流、供应链和其他系统。 2.Automod软件 提供了真实的三维虚拟现实动画，使得仿真模型非常容易理解；提供了高级的特征让用户可以仿真复杂的活动。 第87页/共100页88二、物流仿真软件介绍 3.AnyLogic软件 AnyLogic是一款

33、独创的仿真软件，它以最新的复杂系统设计方法论为基础，是第一个将UML语言引入模型仿真领域的工具，也是唯一支持混合状态机这种能有效描述离散和连续行为的语言的商业化软件。 第88页/共100页89二、物流仿真软件介绍 4.Intrax软件 能够被用来执行战略、流程改善、同步价值链和日常运作等的模拟和仿真。 5.Manufacturing Engineering软件 提供离散仿真功能来解决制造问题和设计制造方案。它在广阔的应用领域中预测产出率、人工和其他的绩效。 第89页/共100页90二、物流仿真软件介绍 6.Matlab软件 可以构建图形化的结构图、模拟动态系统、评估系统绩效和精炼设计。 7.Modsim 软件 可以用来仿真港口、铁路网和航空管制等的管理模型，还可以用来仿真制造系统。第90页/共100页91二、物流仿真软件介绍 8.Promodel软件 其典型应用包括精益制造的实施、周期事件的降