系统建模与仿真技术在物流系统中的应用

1、 NANJING UNIVERSITY OF TECHNOLOGY建模仿真技术在生产物流系统中的应用学院：经济与管理学院 专业：工业工程 班级：1002 学号：2203100221 姓名：陆胜峰 随着交易对象和环境的变化，物流的概念是不断发展的。因此应从历史的发展的眼光考察物流的定义。物流自有生产以来便存在，但是把物流当作一门专门科学来研究并引起人们重视却远远滞后于生产制造的发展。物流活动贯穿整个社会经济领域，各个领域的物流虽基本要素都存在并且相同，但由于物流的对象、目的、范围等不同，使物流也分为多种类型。随着社会生产力的发展，生产制造业有一下几个趋势：（1） 柔性化水平有所提高。市场竞争的需

2、要驱动了多品种、小批量产品生产的逐步增长。（2） 生产规模日益扩大，专业分工越来越细。生产能力的提高使生产复杂产品的能力加强，生产效率也随之提高，生产规模不断扩大。生产水平的提高也使专业化协作不断发展，生产工序环节日趋复杂，分工越来越细。（3） 自动化水平越来越高。生产设备从手工到机械，到现代的自动化，生产率得到了极大提高。生产节奏逐渐加快。但是在生产制造迅速发展的前期阶段。人们对物流重视的不足导致了生产制造过程中物流落后的矛盾。随着自动化的日益柔性化和生产规模的扩大变得十分突出。物流系统的低效率同生产制造系统的高效率之间相互逐渐变得不适应。现代物流主要在如下几个方面进行了发展：（1） 偏向于

3、计算机管理。物流系统与现代化生产制造相适应，因为现代化生产制造具有信息量大、事实性要求高、结构复杂、物流节奏快等特点，这些特点同样也是物流系统所具备的。（2） 系统化与集成化程度逐渐加深。生产物流系统的结构特点是：点多、线长、面宽、规模大。物流系统是通过现代生产物流有机地联系起来，它是一个有机整体，应该从系统集成的概念出发去分析、设计、研究和改进生产物流系统，力求整体系统的优化和高效，而不是盲目对系统内个别环节追求优化和高效。（3） 对物流设备现代化要求程度较高。高效、快速、自动化的物流设备是生产物流现代化的基础。把物流系统与生产制造系统融为一体，使之形成完整的生产系统，以提高生产的整体效益。

4、生产物流系统的复杂性导致很难使用数学方法 构造其模型，这种情况下可以使用计算机仿真技术对其进行研究。仿真技术运用于物流系统有以下几点优势：（1） 可以有效模拟随机因素，减少误差。（2） 有助于系统的优化。（3） 对复杂系统的适应性强。在生产物流系统研究中系统仿真技术的应用主要体现在以下几方面：（1） 物流系统规划与设计 通过把没有在现实中实现的系统规划转换成仿真模型，运行模型并对其方案优劣进行评价，得出一个优化方案，这是系统仿真最常用的一个作用。对不合理的设计和投资在系统建成之前进行修正，这样可以减少人力、资金和时间的损耗。例如，一个由AGV、缓冲站、自动化立体仓库等复杂设施组成的物流系统在设

5、计前面面临如何确定AGV的速度、数量、缓冲站的个数、自动化立体仓库的货位数，以及物流设备的布局和规划和AGV运输路线的设计等等。这里重要指标包括生产能力以及效率、系统投资等，在有选择的改变各种参数的情况下，系统仿真运行能够准确反映未来物流系统的运行效果，在对规划与方案的实际效果方面给设计者十足的信心。 （2） 物料控制 在生产加工的过程中，各个工序的加工节奏是不相协调的。例如生产加工部门与物料供应部门的求供关系就存在矛盾。最有效的确保物料即使准确供应办法是在工厂和车间设置物料仓库，把缓冲物料库设置在生产工序间并协调生产节奏。（3） 物料运输调度 复杂的物流系统经常包括多种运输路线和若干运输车辆

6、。想要做到合理的调度运输工具和规划运输路线，确保运输线路的通畅和高效是比较难的。运输调度策略的可能性很多，因此如何评价和怎样选择最优策略，要对所有的假设找到最优解。 运输系统模型建立以后，使模型动态的运行，并用动画将其运行状态、道路堵塞情况、物料供应情况等模拟出来。仿真结果包含各种数据，例如车辆的运行时间、利用率等等。 运输调度过程的仿真使调度人员检验和评价所执行的调度策略，最后产生一个比较合理的调度策略。（4） 物流成本估算 物流过程是动态的复杂的过程。物流成本是由运输成本、库存成本、装卸成本等组成，成本的核算与消耗的时间相关。由于物流系统仿真的是整个物流过程，因此进程中每一个操作的时间都可以通过仿真推进记录下来，所以人们可以通过仿真统计物流时间的花费，最终得出物流的成本。这种方法比其他数学方法更简便且直观。同时可以建立起成本与物料库存控制、成本与物料调度策略、成本与物流系统规划之间的联