物流系统与设计实验

1、实验一 时间序列预测方法一、实验目的 （1）通过本实验使学生掌握时间序列预测方法的原理和工作步骤；（2）使学生掌握用EXCEL软件进行时间序列预测的一般步骤。（3）通过本实验提高学生运用现代工具解决物流管理中遇到的实际问题的能力。二、实验内容（或实验原理）案例：已知某种物资2003-2008年的需求量分别为139，142，155，148，160和166，请分别使用算术平均法、移动平均法、加权平均法、指数平滑法和长期趋势法预测该物资的2009年的需求量。【实验相关知识】1）AVERAGE函数AVERAGE函数用于计算所有参数的算术平均值，其语法规则为：AVERAGE（number1, numbe

2、r2,）,式中number1，number2,是要计算平均值的参数。2）加载“分析工具库”模块三、实验设备及仪器局域网环境，电脑，office软件。四、实验步骤 1.录入数据将案例中的数据的需求量录入到EXCEL电子表格的A1：C8区域。2.算术平均法在D1单元格输入“算术平均法预测需求”，在D8单元格输入公式“= AVERAGE（C2:C7）,按回车键即可得到算术平均法的预测结果。3.移动平均法 以最近两期的物流需求数据作为预测依据。在E1单元格输入“移动平均法预测需求”，在E4单元格输入公式“=AVERAGE（C2:C3）”,按回车键即可得到2005年的需求预测值。左键按住E4单元格右下方

3、的填充柄，向下拉动到E8单元格，即可得到2006-2009的需求预测值。4.加权移动平均法按公式=0.6+0.4进行预测。在F1单元格输入“移动加权平均法预测需求”，在F4单元格输入公式“=0.4*C2+0.6*0.3”,按回车键即可得到2005年的需求预测值。左键按住F4单元格右下方的填充柄，向下拉动到F8单元格，即可得到2006-2009的需求预测值。5.指数平滑法(1)取a等于0.3进行预测。(2)在G1单元格输入“指数平滑法预测需求”，在G2单元格输入“139”，在G3单元格输入公式“=0.3*C2+(1-0.3)* G2”,按回车键即可得到2004年的需求预测值。左键按住G3单元格右

4、下方的填充柄，向下拉动到G8单元格，即可得到2005-2009年的需求预测值。6.长期趋势法（1）左键单击菜单栏中的 “工具”，在展开的下拉菜单点击“数据分析”打开“数据分析”对话框，如图6-4所示。选中“回归”后点击“确定”按钮，打开“回归”对话框，如图所示。（2）单击“Y值输入区域”对应的参数框右侧的折叠对话框区域按钮，选择区域C2:C7。单击“X值输入区域”对应的参数框右侧的折叠对话框区域按钮，选择区域B2:B7。单击“输出区域”对应的参数框右侧的折叠对话框按钮，选择H10单元格，如下图所示。（2）单击确定按钮，可以看到回归分析的结果如下图所示。其中-10276.93333和5.2分别是

5、和的值。在单元格H1中输入“长期趋势预测需求”，在单元格H2中输入“=I26+I27*B2”，按回车键即可得到2003年的需求预测值。左键按住H2单元格右下方的填充柄，向下拉动到H8单元格，即可得到2004-2009年的需求预测值。SUMMARY OUTPUT回归统计Multiple R0.92476R Square0.855181Adjusted R Square0.818976标准误差4.475861观测值6方差分析dfSSMSFSignificance F回归分析1473.2473.223.620630.008279残差480.1333320.03333总计5553.3333Coeffi

6、cients标准误差t StatP-valueLower 95%Upper 95%下限 95.0%上限 95.0%Intercept-10276.92145.756-4.789420.008715-16234.5-4319.36-16234.5-4319.36X Variable 15.21.0699354.8601060.0082792.2293838.1706172.2293838.170617实验结果：(1) 记录每种预测方法的预测结果。(2) 对比各种预测方法在预测精度上的差异。六、思考问题 1.常见的时间序列预测法在预测时有什么优缺点？实验二 单级选址模型一、实验目的 （1）掌握重心

7、法的原理和工作步骤。（2）使学生了解EXCEL建模求解的一般方法。（3）通过实验提高学生运用现代工具解决物流管理中遇到的实际问题的能力。（4）通过实验使学生掌握0-1规划的原理和工作步骤；（5）使学生熟练运用Excel软件来进行0-1规划求解；（6）掌握Excel的区域“区域名称”功能及使用情况。二、实验内容 （或原理）案例1：某物流公司计划建立一个新的配送中心。已知公司总部和2个分厂之间的位置，运用重心法进行选址，并用EXCEL求解。案例2：某物流公司计划在市区的东、西、南、北四区建立配送中心，现在有10个位置Ai(i=1,2,310)可供选择，考虑到各地区的经济水平及交通情况，规定：在东区

8、，由A1，A2，A3三个点中至少选择2个；在西区，由A4，A5两个点中至少选一个；在南区，由A6，A7两个点中至少选一个；在北区，由A8，A9，A10三个点中至多选二个；Ai各点的设备投资及每年可获利润由于地点不同而不同，预测情况如表2-5所示。表3-1 各配送中心的投资及利润情况 单位：万元A1A2A3A4A5A6A7A8A9A10投资额1001201601108090100150160180利润30354518152520455055若投资额不能超过800万元，应选择哪几个销售点，可使利润最大？三、实验设备及仪器局域网环境，每人一台电脑，office软件。四、实验相关知识1.SQRT ()

9、 函数SQRT 工作表函数用于计算圆括号中的数-操作数的正平方根，其语法规则为：SQRT (number)式中，“number”为需要求平方根的数字，如果该数字为负, 则将返回错误值NUM!，如：SQRT（16）=4SQRT（-16）=NUM!SQRT（ABS(-16）)=4五、实验步骤 1. 建立一个excel工作簿，在B2：E6区域输入基础数据，包括产量、X坐标和Y坐标，2.以D9，E9为自变量，输入相关内容，如图所示。3.在单元格G4输入“=SQRT($D$9-D4)2+($E$9-E4)2)”,然后填充至G6。4.在单元格H4输入“=G4*C4”,然后填充至H6。5.在“工具

10、”菜单下选择“规划求解”子菜单，如图所示，如果工具菜单下没有“规划求解”子菜单，点击菜单工具，点击子菜单“加载宏”，在弹出的窗口中勾选“规划求解”，点击“确定”即可。（注意：在求解之前，在最小距离即H8输入“=sum(G4:G6)” 6.出现“规划求解参数”对话框，在“设置目标单元格”处输入“$H$8”,并选择“最小值”，再点击“求解”，最后点击“确定”。实验结果：(3) 记录实验结果。求解结果如上图所示。结果表明仅考虑最小距离下的最优选址目标坐标为（56,59）（结果保留整数），增加产量后的最小权重距离下的选址目标变成为（63,54）。六、思考问题1.重心法有哪些不足 ?实验三 运输问题一、

11、实验目的 （1）通过本实验使学生掌握运输问题的原理和工作步骤；（2）使学生掌握运输问题及其变形的规划求解使用方法；（3）通过实验提高学生运用现代工具解决物流管理中遇到的实际问题的能力。二、实验内容 （或原理）案例1：某公司有3个分厂，分别设在武汉、东莞和长春。三个分厂生成的产品需要运往华东、华南、华北和华中四个配送中心。3个分厂的每月产能如表4-1所示。某月4个配送中心的需求量如表4-2所示。由于运输里程和交通条件的差异，各分厂到配送中心的运费并不相同，各分厂到各个配送中心的运输费用如表4-3所示。请利用线形规划方法，安排一个合适的物流方案，使得运输费用最低。 表4-1 产能表 单位：吨武汉厂

12、东莞厂长春厂200200240表4-2 需求表 单位：吨华北华中华东华南160170200110表4-3 运费表 单位：元/吨分厂华北华中华东华南武汉厂140026012001500东莞厂245014001600200长春厂12001600170028001.产销平衡请利用线形规划法，安排一个合适的物流方案，使运输费用最低。2.产大于销其他条件不变，武汉、东莞和长春各厂的产能分别增加到230，240,300吨，请重新安排物流运输方案，使得运输费用最低。请利用线形规划法，安排一个合适的物流方案，使运输费用最低。3.销大于产其他条件不变，华北、华中、华东和华南4个配送中心的需求分别增加到180，1

13、70，210和150吨，请重新安排物流运输方案，使得运输费用最低。4.转运问题其他条件不变，现通过华北、华中、华东转运和华南四个配送中心转运到3个销售网点，各网点的运费和需求如表4-4、表4-5所示。表4-4 运费表 单位：元/吨网点1网点2网点3华北150013501200华中28009001600华东11001100700华南150010501000表4-5 需求表 单位：吨网点1网点2网点3190250200三、实验设备及仪器局域网环境，电脑，office软件。四、实验步骤 1.产销平衡（1）建立数学模型。以1,2,3代替武汉、东莞和长春，a,b,c,d代替华北、华中、华东和华南，设x1

14、a为华北到武汉的运量，其他依次类推。（2）录入基础数据。将案例中的产能表、需求表和运费表录入Excel工作表中，录入后的效果如图4-1所示。Minz=1400x1a+260x1b+1200x1c+1500x1d+2450x2a+1400 x2b +1600 x2c +200 x2d +1200 x3a +1600 x3b +1700 x3c +2800 x3d 最后在单元格I14输入“=SUMPRODUCT(C3:F5,C9:F11)”,最终结果如下图所示。（3）规划求解。右键单击菜单栏的“工具”，在展开的下拉菜单点击规划求解命令打开“规划求解参数”对话框。单击“设置目标单元格”对应的参数框右

15、侧的折叠对话框按钮，选择单元格“I14”。单击“等于”区域中的“最小值”，从而为线性规划设置目标函数，并指定最优操作为求最小值。2.产大于销（1）建立数学模型。以1,2,3代替武汉、东莞和长春，a,b,c,d代替华北、华中、华东和华南，设x1a为华北到武汉的运量，其他依次类推。（2）录入基础数据。将案例中的产能表、需求表和运费表录入Excel工作表中，录入后的效果如图4-1所示。Minz=1400x1a+260x1b+1200x1c+1500x1d+2450x2a+1400 x2b +1600 x2c +200 x2d +1200 x3a +1600 x3b +1700 x3c +2800 x

16、3d （2）录入基础数据。参考“产销平衡”问题中的“录入基础数据”操作，各个单元格的相关公式与“产销平衡”问题相同，录入结果如下图所示，（3）规划求解。基本步骤与“产销平衡”问题中“规划求解”操作类似，不过值得注意的是，输入约束条件时，产能约束在运算符下拉列表中选择“<=”。 五、实验报告要求 1.整理完成的相关材料文件。 2.实验报告应包括实验名称，学生姓名、学号、班号和实验日期，实验目的和要求。 六、思考问题1. 线形规划法能不能用软件求解？如果可以的话，列举出可以求解的软件 ?实验四 Flexsim仿真软件操作及配货系统仿真 一、实验目的 熟悉Flexsim安装和启动；熟悉Flex

17、sim用户界面；熟悉Flexsim建模元素；熟悉Flexsim建模和仿真过程。（1）掌握Flexsim软件的基本功能。（2）熟悉配货系统的作业和物流特点。（3）研究配货系统的配货流程及影响配货时间的因素。二、实验内容（或实验原理）（1）了解Flexsim 运行的基本环境。（2）熟悉Flexsim的基本的界面、工具、菜单和功能。 （3）通过仿真模拟软件Flexsim设计传送带系统作业流程进行配货。实验模型简介一个小型的发货商有10种产品运送给五个客户，每个客户有着不同的订单，这个发货商的10种产品都有很大的供货量，所以，当有订单来时，即可发货。产品是放在托盘上输送出去的。1.系统数据订单到达：平

18、均每小时产生10个订单，到达间隔时间服从指数分布。产品到达：产品拣选时间服从指数分布，根据订单确定每种产品的需求数量。产品包装：固定时间10秒。2.概念模型三、实验设备及仪器局域网环境，电脑，Flexsim软件。四、实验步骤 1.了解Flexsim的硬件和软件必备环境；2.启动Flexsim；3.熟悉软件标题栏,菜单栏,工具栏,元素选择窗口,状态栏,控制栏,以及系统布局区；4.学习建模与仿真过程；5.进行配货系统仿真。第一步：建立模型双击桌面上的Flexsim图标打开软件，可以看到Flexsim菜单、工具条、实体库，和正投影模型视窗，如图4-1所示。图4-1 Flexsim软件界面1.模型实体

19、设计模型元素系统元素备注Textured Colored Box货物货物为同一类型，分别由Source2-Source10服从指数分配方式发送。 Pallet托盘不同的包装使用不同的托盘，共记5种，分别标记为1，2，3，4，5，由Source1分别在不同的时间段放出。这里，我们用一个标有类型值的空托盘表示来自于一个顾客的订单。Combiner包装机根据全局表进行包装。Source原材料库产生托盘和货物。Conveyor传送带运送包装好的货物。Sink成品库货物包装后的最终去处表4-1实体与系统元素的对应关系2.生成实体 从实体库中拖出（按住鼠标左键不放，拖至正投影模型视窗即可）11个Sourc

20、e（每个Source代表一类货物）实体，Combiner实体、Conveyor实体、Sink实体各1个，把各实体按照概念模型中的位置摆好，如图1-2所示。从实体库中拖出（按住鼠标左键不放，拖至正投影模型视窗即可）11个Source（每个Source代表一类货物）实体，Combiner实体、Conveyor实体、Sink实体各1个，把各实体按照概念模型中的位置摆好，如图1-2所示。图4-2 生成所需实体对象3.连接端口连接端口时，根据流程图，我们只需将Source与Combiner，Combiner与Conveyor，Conveyor与Sink之间使用A连接（按下A键不放，鼠标左键点击输入实体不

21、放，拖至输出实体松开鼠标左键和A键即可。若要取消A连接，则按下Q键不放，鼠标左键点击输入实体不放，拖至输出实体松开鼠标左键和Q键即可）进行连接即可，连接时注意输入输出顺序。如图4-3所示：图4-3 实体的“A”端口连接4.设置连接线端口连接完成后，我们为了使视图更加好看，同时也为了利于以后的建模，因此我们考虑将这些连接线设为不可见。单击Show Connections选项前的方框，除去其前的，可以看到模型视窗中的连接线都不见了。为了使界面更加清晰简洁，我们再去掉Show Names选项前面的，使得模型中各实体的名字属性等标签不显示出来。如图4-4所示：图4-4 隐藏实体的名称属性等标签5.&#

22、160;定义Source在模型中，共有11个Source实体，第一个Source定义为产生托盘，其余10个Source产生待包装的十种货物。托盘的到达时间固定的，每3600个单位时间产生10个托盘。我们双击对应于托盘Source1实体，打开其参数视窗。改变其Arrival Style到达方式的默认选项“Inter-Arrival Time”，选择“Arrival Schedule”，并将“FlowItem Class”选项的下拉列表中选择“Pallet”，将“Number of Arrivals到达次数”数值改为5，点击“Refresh Arrival刷新到达”按钮刷新列表，修改列表中的数值，

23、如图4-5所示：图4-5 定义Source的Arrival Schedule到达时间表6.定义全局表下面我们定义一个全局表。首先，点击工具栏中的“ToolBox”按钮，打开“Global Modeling Tools”视图，在“Global Tables”一项中点击“Add”按钮，系统为我们添加了一个名为“GlobalTable1”的全局表，如图4-6所示：图4-6 加入一个名为GlobalTable1的全局表“GlobalTable1”就是我们要编辑的全局表。编辑的过程中，我们可以随时点击Apply按钮来保存我们的编辑结果，防止发生意外而进行重复劳动。编辑完成后，点击OK按钮保存并关闭视图。

24、7.定义Combiner下面我们来设置Combiner合成器实体。我们双击Combiner实体，打开它的参数视图，然后点击名为“ProsserorTriggers触发器” 的全局表，在重置触发中，添加写入之前做的全局表（GlobalTable1），如图4-7 合成器的触发器重置触发写入全局表。点击名为“加工时间”一项的预置时间设为无预置时间，而加工时间设置为10。.4-7 合成器的触发器重置触发写入全局表第二步：模型运行1.设置Experimenter我们模型的运行共分4个阶段，每个阶段3600个单位时间，连续进行，共记14400单位时间。模型的运行总时间长度在Experimenter中设置。

25、单击界面右下方的按钮，打开Experimenter窗口，将Simulation End Time改为14400。这里，我们只运行一次仿真，因此将仿真次数改为1。2. 重置、运行模型单击按钮，重置模型。最后单击 按钮，开始仿真。我们看到在不同的阶段，托盘包装的货物个数是不同的，Combiner根据全局表来设定托盘包装的货物的个数，从不同的Source中获取不同数量的货物。如图4-9所示：图4-9 模型的运行当仿真运行到14400单位时间的时候，自动停止。第三步 数据运行数据收集分析。在操作区中Combiner实体上点击鼠标左键使其被选中，被选中的实体显示出红色边框。点击软件菜单栏中的S

26、tats统计，在弹出的下拉菜单中选中Stats Collecting，在右侧弹出的选项中点击选择Selected Objects On打开选中实体。如图1-10所示：这个操作打开了所选中实体的数据收集开关。右键点击Combiner，选择Properties打开属性页。点击选择Statistics项目。查看该包装机相关数据，与订单信息进行比较。五、实验报告要求 1.了解flexsim系统界面的各个构成；以及系统布局区的组成；以及每一部分的功能；2.仿真过程应用举例；3.实验报告应包括实验名称，学生姓名、学号、班号、实验日期、实验目的和要求。 六、思考问题 除了Flexsim仿真软件还有哪些软件可

27、以做物流仿真？（至少列举4种）作业：给定一个仿真模型的案例，学习建立一个自动分拣仓库模型。模型截图最后贴到实验报告上，导出汇总报告。 实体：发生器1个，暂存区1个，分拣传送带1个（有4段，需要自己在布局属性增加），传送带2个，货架4个，堆垛机2个，操作员1个，处理器1个。有13个实体。连接：基本上都是A连接，除了操作员和发生器是S连接，堆垛机与传送带是S连接。模型运行时间: 8小时分拣传送带 发送条件 ：按临时实体类型： 下面设置代码treenode current = ownerobject(c);treenode item = parnode(1);int port = parval(2)

28、;/*按临时实体类型: */*如果临时实体类型与端口匹配则发送临时实体.*/return getitemtype(item) = port;注意标点符号是英文输入法 实验五 配送中心系统仿真一、实验目的 1.掌握flexsim仿真软件的基本功能；2.熟悉配送中心的作业及物流特点；3.研究该配送中心的即时库存成本和利润，并试图加以改善。二、实验内容（或实验原理） 配送中心是从事货物配送并组织对用户的送货，以实现销售和供应服务的现代流通设施。它不同于传统的仓储设施，在现代商业社会中，配送中心已经成为连锁企业的商流中心、物流中心、信息流中心，是连锁经营得以正常运转的关键设施。本实验是一个典型的配送中

29、心建模过程，该配送中心从三个供应商进货，向三个生产商发货。 1.系统数据供货商（三个）：当三个供应商各自供应的产品在配送中心的库存小于10件时开始生产，库存大于20件时停止生产。供应商一和供应商二分别以4小时一件的效率向配送中心送产品，供应商提供一件产品的时间服从36小时均匀分布。配送中心发货：当三个生产商各自的库存大于10件时停止发货。当生产商一的库存量小于2时，向该生产商发货；当生产商二的库存量小于3时，向该生产商发货；当生产商三的库存量小于4时，向该生产商发货。配送中心成本和收入：进货成本3元/件；供货价格5元/件；每件产品在配送中心存货100小时费用1元。生产商（三个）：三个生产商均连

30、续生产。生产商一每生产一件产品需要6小时；生产商二每生产一件产品的时间服从39小时的均匀分布；生产商三每生产一件产品的时间服从28小时的均匀分布。2.概念模型三、实验设备及仪器1.  计算机； 2. Flexsim仿真软件四、实验步骤 第一步：建立模型1.模型实体设计模型元素系统元素备注 临时实体box产品不同类型实体代表不同类型的产品，分别标为1、2、3发生器发生产品3个发生器发生产品的速度相同且快于供货商供应速度模型前面的三个处理器（按模型流程）供货商3个处理器加工速率不同，根据模型的系统数据进行设定货架配送中心3个货架分别对应3个供货商暂存区生产商仓库3个暂存区订货条件不同，根

31、据模型的系统数据进行设定模型后面的三个处理器（按模型流程）生产商3个处理器加工速率不同，根据模型的系统数据进行设定吸收器产品收集装置产品的最终去处2.在模型中加入实体从模型中拖入3个发生器、6个处理器、3个货架、3个暂存区和1个吸收器到操作区中。3.连接端口配送的流程，对模型做如下的连接：每个发生器分别连到各自的处理器，再连到各自的货架，每个货架都要与后面的每一个暂存区进行连接（配送中心送出产品对三家生产商是均等的），每一个暂存区再连接到各自的处理器，最后三个处理器都连到吸收器。如图5-1所示：图5-14.发生器参数设置Ø 到达时间间隔设置为1；对另外两个发生器做同样设置。Ø

32、; 货物（临时实体）颜色设置。 发生器触发器选项卡>创建触发>设置颜色>选择红色同样的方法给另外两个处理器分别设置颜色绿色（colorgreen）和蓝色（colorblue）；5.处理器（供应商）参数设置供应商1和供应商2处理时间都为4，因此设置处理器1和处理器2的加工时间为4。供应商3的处理时间遵循均匀分布uniform（2,6,1）处理器>加工时间>统计分布>uniform，修改最小值、最大值和随机数流分别为2,6,1；5. 货架参数设置当三个供应商各自供应的产品在配送中心的库存小于10件时开始生产，库存大于20件时停止生产，因此设置货架容量小于10是打

33、开端口吸收上游货物，当容量大于20时关闭输入端口，使上游停止生产。设置方法如下：货架>触发>进入触发 点击按钮出现下面界面，在点击左下角进入代码编辑界面写入以下代码（注意符号不要错，英文状态下分号） if(content(current)>=20)closeinput(current);同样的方法进入到货架1的离开触发中写入如下代码： if(content(current)<=10)openinput(current);在用同样的方法设置货架2和货架3的进入触发和离开触发。6. 暂存区参数设置修改暂存区的最大容量为15“当三个生产商各自的库存大于10件时停止发货。当生产商一的库存量小于2时，向该生产商发货；当生产商二的库存量小于3时，向该生产商发货；当生产商三的库存量小于4时，向该生产商发货。”因此设置三个暂存区容量大于10的时候关闭输入端口，三个暂存区容量分别小