《物流系统工程》全套课件

1、物流系统工程 2课程内容 将系统工程的基本理论和方法推广到物流系统，探讨物流系统的运筹学模型和数学方法的应用。 主要内容包括：物流系统的基本概念、模型建立、预测、规划、控制、评价、决策和仿真等内容。此外将对物流信息系统、物流管理有关问题以及物流科学与物流技术的最新发展动向进行介绍。课程目标 要求从系统工程的角度掌握现代物流系统理论，学会用运筹学和数学的方法对物流系统进行分析、规划、评价和决策。3教材物流系统工程 丁立言 主编 清华大学出版社，2000参考资料物流系统工程 上海财经大学出版社，2003物流学 李振 主编 中国铁道出版社，1996现代物流学 王之泰 主编 中国物资出版社，1997系

2、统工程理论、方法与应用 汪应洛 主编 高等教育出版社，1992物流系统论 何明珂 著 中国审计出版社，2001物流系统规划与设计 方仲民 主编 机械工业出版社，2003物流作业优化方法 秦明森 编著 中国物资出版社，2003第一章 物流系统工程概论 本章主要内容系统及系统工程物流及物流系统物流系统工程5 1.1 系统与系统工程 一. 系统1 系统的定义 “系统”的概念来源于古代人类的社会实践和科学总结。“系统”一词来源于拉丁语:systema。1937年，奥地利理论生物学家冯贝塔朗菲（Von Bertalanffy）提出：“系统是相互作用的诸要素的综合体” ，第一次将系统作为一个科学概念进行研

3、究。针对不同的研究领域，对系统有不同的定义。（目前40多个）我国系统科学界对系统的定义是： 系统是由相互作用和相互依赖的若干组成部分结合而成，具有特定功能的有机整体，而且这个整体又是它所从属的更大的系统的组成部分（钱学森）。 即：系统是同类或相关事物按一定的内在联系组成的整体，具有一定的目的和功能。 62. 系统的三要素 输入、处理、输出是组成系统的三个要素。 1.1 系统与系统工程 输入输出组成3组成1组成5组成4组成2组成6社会环境自然环境国际环境经济环境政治环境系统的构成73. 系统的形态（系统的分类）自然系统和人造系统 自然系统是自然物等形成的系统 。 人造系统是人类为达到所需要的目的

4、，由人类设计和建造的系统。实体系统和概念系统 实体系统是以矿物、生物、能源、机械等实体组成的系统。 概念系统是由概念、原理、方法、制度、程序等观念性的非物质实体所组成的系统。封闭系统与开放系统 封闭系统是指与外界环境不发生任何形式交换的系统。 开放系统是指系统内部与外部环境有能量、物质和信息交换的系统。 静态系统和动态系统 静态系统是其固有状态参数不随时间变化的系统。 动态系统是系统状态变量随时间而改变的系统。对象系统和行为系统 对象系统是按照具体研究对象进行区分而产生的系统。 行为系统是以完成目的行为作为组成要素的系统。 控制系统和因果系统 控制系统是具有控制功能和手段的系统。 因果系统是输

5、出完全决定于输入的系统。 1.1 系统与系统工程 84. 系统的特征 集合性：由两个或两个以上相互区别的元素构成，单个元素不构成系统。整体性：系统整体不等于各元素之和，即非加和原则，1+1 ？2。整体小于各组成元素之和，即 1+12相关性：组成系统的各元素相互联系、相互作用、相互影响。目的性：系统有明确的目的和目标。环境适应性：系统适应环境的能力，任何系统都存在于环境之中。动态性：系统的发展是一个有方向的动态过程（运动是永恒的） 1.1 系统与系统工程 9二. 系统工程1. 系统工程的定义“系统工程”这个词来源于英文“System Engineering”。系统工程属于技术类，是一门新兴横向交

6、叉学科，目前仍在完善和发展。系统工程主要提供一套现代化的管理方法，同时也能够促进工程活动本身获得最佳效果系统工程在不同的学科有多种不同的定义，代表性的定义有美国著名学者切斯纳（H. Chestnut）：系统工程按照各个目标进行权衡，全面求得最优解（满意解），并使各组成部分能够最大限度的相互适应。日本工业标准“运筹学术语”中指出：系统工程是为了更好地达到系统目标，而对系统的构成要素、组织结构、信息流动和控制机制等进行分析和设计的技术。前苏联：系统工程是一门研究复杂系统的设计、建立、试验和运行的科学技术。我国的定义：系统工程就是用科学的方法组织管理系统的规划、研究、设计、制造、试验和使用，规划和组

7、织人力、物力、财力，通过最优途径的选择，使工作在一定期限内收到最合理、最经济、最有效的成果。该定义有三层含义：组织和管理的技术解决工程活动全过程的技术这种技术具有普遍性 1.1 系统与系统工程 102. 系统工程的特征普遍性系统工程不限于某一特定的研究对象，各种自然的、社会的系统都可以做为它的研究对象全局最优性系统工程着眼于系统的整体状态和过程，而不拘泥于局部的、个别的部分，以系统整体的最佳为目标。相关性系统工程与所处的环境和条件密切相关，离不开事物本来的性质与特征。 1.1 系统与系统工程 113. 系统工程的发展 20世纪30年代末，英国为了防止德国飞机的突然袭击，研究雷达系统时，创造了运

8、筹学。随后研究飞机降落的排队问题、后勤保障的组织问题，创造了排队论、线性规划等运筹学分支。20世纪40年代，美国贝尔电话公司研究微波通讯网络时，初步运用了系统工程方法，并第一次提出系统工程的概念。二次大战后，美国在尖端科学技术和经营管理中，将系统工程方法与运筹学结合起来，取得极大的成功。1957年，美国人谷德(H.Goode)和麦克尔(R.Machol)合著了系统工程专著，正式产生了系统工程这门新兴学科；1961年到1972年，美国阿波罗登月计划，在整体计划、设计和组织管理中采用了系统工程的思想和方法，取得了巨大的成功；20世纪70年代，系统工程得到了迅速的普及和发展，引起世界各国普遍重视。

9、1.1 系统与系统工程 124. 我国系统工程的开展情况1956年，中科院力学所建立了运筹学研究组。1960年，成立了运筹学研究室。60年代初，华罗庚教授推广“统筹学”、“优选法”；钱学森教授在军事系统中积极尝试系统工程应用。20世纪80年代，系统工程发展迅速，并取得了一系列成果。 总之，现代科学技术和管理具有高度综合性，它需要各种科学技术相互配合，才能解决一些重大问题，需要科学管理方法才能带来效益。系统工程正是随着解决这类综合性的复杂任务发展起来的。 系统工程通过通揽全局、分清主次、掌握要点、建立模型、运用数学方法对各种影响因素进行精确分析，进行科学决策，用先进的技术和工具进行控制和管理，使

10、整个系统达到性能和效益的最佳。 1.1 系统与系统工程 135. 系统工程的技术内容 运筹学 主要分支有规划论、对策论、库存论、决策论、排队论、可靠性理论、网络理论等 概率论与数理统计学数量经济学 技术经济学管理科学 1.1 系统与系统工程 146. 系统工程方法论 含义：是指运用系统工程研究问题的一套程序化方法，也就是为了达到系统的预期目标，运用系统工程思想及其技术内容解决问题的工作步骤。 （1）系统工程方法论的基本原则 系统整体性原则不能从系统的局部得出有关系统整体的结论；分系统的目标必须服从于系统整体的目标；从优化系统出发开展各分系统之间的活动；从总体协调的需要来确定最佳方案。系统有序相

11、关原则 系统目标优化原则系统动态性原则 系统分解与综合原则 系统创造思维原则 1.1 系统与系统工程 15 1.1 系统与系统工程 （2）三维结构方法论 三维结构方法论是一种适应面较宽、供不同系统参考的程序基本模型和统一思想方法 1969年，美国贝尔研究所霍尔(A.D.Hall)提出了系统工程三维结构，它是由时间维、逻辑维和知识维组成的立体空间结构。特点是强调明确目标，核心内容是模型化和定量化。 16（3）软系统方法论 英国兰卡斯特大学切克兰德(P.Checkland)提出了软系统方法论，其核心不是“最优化”，而是进行“比较”，强调找出可行满意的结果，是一个“学习”的过程。 1.1 系统与系统

12、工程 1.2 物流与物流系统18一物流1. 概述 物流科学是当代最有影响的新学科之一。物流学是研究物流料、人员流、信息流和能量流的计划、调节和控制的科学。物流学是以物的动态流转过程为主要研究对象，揭示物流活动（运输、储存、包装、装卸搬运、流通加工、物流信息等）的内在联系，使物流系统在经济活动中从潜隐状态显现出来，成为独立的研究领域和学科范围。物流科学是管理工程与技术工程相结合的综合学科。物流科学的产生和应用将给国民经济和生产企业带来难以预料的经济效益。 1.2 物流与物流系统 191.2 物流与物流系统2. 物流在发展中形成1918年，英国出现“即时送货股份有限公司”。1935年，美国销售协会

13、提出实物分配（Physical Distribution简称PD）概念。二战中，PD概念更加系统化，另外美国军事部门发展“后勤管理”（logistics management）方法。50年代，PD概念在日本被译为“物的流通”，物流之父平原直起名“物流”。近20年来，logistics取代PD，成为物流或物流学代名词（后勤学）。 203. 物流的定义美国物流管理协会、日通综合研究所、林周二、阿保荣司、EW.斯逐基、PD.昆巴士、DJ.爱罗特、R.尤尼曼等均提出过物流定义。例如：日本林周二定义：物流是包含物质资材的废弃与还原，联结供给主体与需要主体，克服空间与时间距离，并且创造一部分形质效果的物理

14、性经济活动。具体包括运输、保管、包装、装卸搬运、流通加工等活动以及有关的信息活动。德国R.尤尼曼定义：物流学（logistics）是研究对系统（企业、地区、国家、国际）的物料流（material flow）及有关的信息流（information flow）进行规划与管理的科学理论。 我国的定义：物流是将物体从供应地向需求地转移的过程，主要包括运输、仓储、包装、装卸、配送、流通加工等活动，是生产和消费之间的桥梁。 1.2 物流与物流系统 214. 我国物流的发展情况 初期发展阶段（19491965年） 初步建立物资流通网络系统，组织定点、区域市场供应。停滞阶段（19601977年）较快发展阶段（

15、19781990年） 正式确立物流学学科，基础建设和装备技术发展较快。高速发展阶段（1991年以后） 加快物流系统建设，向标准化、国际化、现代化、信息化方向发展。配送中心发展加快，功能更加完善供应链管理受到重视 绿色物流将成为热门话题 以电子商务为前提的物流技术方兴未艾 1.2 物流与物流系统 225. 物流与流通流通在社会经济中的地位流通是联结生产和消费的纽带 流通对生产的反作用 生产决定流通，反之，流通也对生产有反作用，它制约着生产的规模、范围和发展速度。 流通是国民经济现代化的支柱生产消费流通 社会间隔 场所间隔 时间间隔 1.2 物流与物流系统 23流通的内容 商流：对象物所有权转移的

16、活动贸易、交易 物流：对象物从供给方向需求方的转移 运输或搬运场所或空间变化，例：煤 储存或保管时间差异，例：大米商流：研究商品交换的全过程，具体包括市场需求预测、计划分配与供应、货源组织、订货、采购调拨、销售等，其中既包括贸易决策，也包括具体业务及财物的处理。物流：研究物的转移，“物”泛指一切物质资财，有物资、物体、物品的含义。“流”泛指一切运动形态，有移动、运动、流动的含义，特别是静止也是一种形态，物流系统中的“物”不改变其性质、尺寸、形状，区别于加工活动。商流与物流关系：物流是产生商流的物质基础，商流是物流的先导。二者相辅相成，关系密切，通常相伴发生，但在特殊或局部环节，两者可能独立发生

17、。 1.2 物流与物流系统 24商物分离 “商”与“物”两者关系密切，但具有各自不同的活动内容和规律。 商流围绕经营环节开展业务活动，物流则不受经营环节的限制，实现商物分离的原则是提高社会经济效益的客观需要，也是企业现代化发展的需要。 1.2 物流与物流系统 25商物分离的特点和优点 特点：保管：总公司、营业仓库分散保管 配送中心集中保管 输送：三段输送两段输送 配送：分别送货回路配送 信息系统：分头处理 信息中心集中处理、系统控制优点： 配送中心设在郊外，缓和市内交通拥挤现象 配送中心仓库规模大，物流作业集中，便于开展机 械化、自动化，提高生产率，降低物流成本。 配送中心实行回路配送，提高设

18、备利用率，降低运 输费用，改善服务质量。 商物分离使各部门职能单纯化，提高工作效率。 1.2 物流与物流系统 266. 物流与生产生产系统任何生产系统都是为了适应社会对某种产品的需求而形成的。产品的加工过程将改变被加工对象物的形状、尺寸或性质生产系统中最主要环节。加工设备或加工单元（如车间）的位置通常固定，在生产空间内呈弧岛状生产。物料在加工点的运动就是物流活动，它不改变“物”本身的形状、尺寸或性质，只有时、空状态变化 。加工活动和物流活动是生产系统的两个支柱。 1.2 物流与物流系统 2728物流对生产系统的影响 物流为生产的连续性提供了保障。 物流合理化将给生产系统带来难以预料的效益,因此

19、物流是企业的第三利润源泉。 物流状况对生产环境和生产秩序起着决定性的影响体现管理水平高低的标志。生产力的发展对物流的要求 生产力水平很低时代，物流只是作为生产加工的附属活动而存在。 大批量生产时代，普遍采用自动化程度较高的流水生产线，物流趋向系统化、现代化。 当今社会多样化、小批量生产时代，采用多功能加工中心的柔性加工系统(FMS)，物流趋向柔性化、信息化。 1.2 物流与物流系统 297. 物流的分类 1.2 物流与物流系统 原材料零部件供应商厂家接收保管付出生产接收保管付出批发业零售业消费者外部仓库其他工厂物流中心销售物流（运输）销售物流（运输）（运输）（运输）（输送）销售物流（运输）采购

20、物流公司内部物流生产物流公司内部物流公司内部物流销售物流废弃物流回收物流物流全过程下面是具体的物流分类30按照物流系统作用分类供应物流 生产企业、流通企业或消费者购入原材料、零部件或商品的物流过程。 供物物流合理化及严格管理对企业成本有重要影响占用大部分流动资金销售物流 生产企业、流通企业售出产品或商品的物流过程。 销售物流合理化可增强企业的竞争力体现企业存在价值。生产物流 从工厂原材料购进入库至工厂成品库成品发送过程中的物流活动。 生产物流合理化对工厂的生产秩序、生产成本有很大影响。回收物流 在生产及流通活动中对某些资材的回收利用过程。例：包装容器、脚手架、旧板纸、书籍、玻璃、塑料、金属等，

21、我国每年有30Mt废钢，占30%全量。 回收物流的管理和控制难度较大品种繁多、渠道不规则。废弃物流： 生产和流通系统中所产生的无用废弃物的处理过程。例如：矿山土石、钢渣、工业废水、无机垃圾、核废料等。 废弃物流没有经济效益，但具有不可忽视的社会效益。 1.2 物流与物流系统 31按照物流活动的空间范围分类 地区物流 在某个地区内部的物流。有不同划分原则：行政区域、经济圈、地理位置等。 地区物流要从城市建设规划、地区开发计划出发，统一考察，妥善安排。 国内物流 在一个国家内部的物流。 国家物流应纳入国家总体规划，从全局着眼，消除地区或部门的物流障碍，必须发挥政府的行政作用。 国际物流 国家之间、

22、洲际之间的物流。目前越来越受重视。 1.2 物流与物流系统 32按照物流系统性质分类 社会物流 流通领域所发生的物流，是全社会物流的整体大物流、宏观物流。 社会物流总是伴随商业活动（贸易）发生，即物流过程和所有权更迭是相关的。 行业物流 同行企业在市场上是竞争对手，但在物流领域中常常互相协作，共享利益。 例：共建仓库或流通中心、共同集配送、统一产品规格、有效利用运输手段、建立技术中心、统一传票、统一商品规格、统一法规政策等。 企业物流 在企业经营范围内由生产或服务活动所形成的物流系统 。 1.2 物流与物流系统 33 1.2 物流与物流系统 34 二物流系统1. 概念 物流系统是指在一定的时间

23、和空间里，由所需位移的物资、包装设备、装卸搬运机械、运输工具、仓储设施、人员和通信联系等若干相互制约的动态要素所构成的具有特定功能的有机整体。 物流系统的目的是实现物资的空间效益和时间效益，在保证社会再生产顺利进行的前提下，实现各种物流环节的合理衔接，并取得最佳的经济效益。物流系统是社会经济大系统的一个子系统或组成部分。 1.2 物流与物流系统 352. 物流系统基本模式 物流系统和一般系统一样，具有输入、转换及输出三大功能，通过输人和输出使系统与社会环境进行交换，使系统和环境相依存 。 1.2 物流与物流系统 输入转换输出363. 物流系统特点 物流系统是一个“人机系统” 。物流系统是一个大

24、跨度系统。物流是一个可分系统。物流系统是一个动态系统。物流系统是一个非常复杂系统。物流系统是一个多目标函数系统 1.2 物流与物流系统 374. 物流系统的目标 物流系统是社会经济系统的一个部分，其目标便是获得宏观和微观两个效益。宏观效益是指一个物流系统的建立对社会经济效益的影响。微观效益是指该系统本身在运行后所获得的企业效益。具体目标：服务性（service）快速、及时-快捷性（speed）节约-有效的利用面积和空间（space saving）规模优化-规模适当化（scale optimization）库存调节-库存控制（stock control） 上述物流系统化的目标简称为“5S”。 1

25、.2 物流与物流系统 385. 物流系统的要素物流系统的一般要素人是物流的主要因素，是物流系统的主体。财是物流活动中不可缺少的资金。物是物流中的原材料、成品、半成品、能源、动力等物质条件 上述要素对物流发生的作用和影响，称之为外部环境对物流系统的“输入”。物流系统的功能要素运输。对物资进行较长距离的空间移动，解决空间距离问题，创造空间效益。储存保管。在物流系统中起着缓冲、调节和平衡的作用。包装。保护物品，使物品形成一定单位，使物品醒目美观。装卸搬运。在同一地域范围内进行的改变物的存放状态和空间位置的活动。 流通加工。流通过程中辅助性的加工活动，是生产加工在流通领域的延伸。配送。物流信息。物流活

26、动中必要的信息，有知识、情报、图像、数据、文件等形式。 1.2 物流与物流系统 39物流系统的支撑要素 支撑要素指的是物流系统运行的外部支撑环境。包括 ： 体制、制度法律、规章 行政、命令标准化系统 物流系统的物质基础要素 物质基础要素指的是物流系统的技术装备手段。物流设施 物流装备物流工具信息技术及网络组织及管理 1.2 物流与物流系统 40物流系统的子系统 根据运行环节划分子系统：包装系统装卸系统运输系统储存系统流通加工系统回收复用系统情报系统管理系统 物流子系统不仅具有多层次性，而且具有多目标性。 1.2 物流与物流系统 41物流系统工程的定义定义：在物流管理中，从物流系统的整体利益出发

27、，把物流与信息流融为一体，运用系统工程的理论和方法，为物流系统的规划、管理、控制选择最优方案。物流系统工程用来解决物流系统的以下问题最优控制最优设计最优管理规划计划预测分析评价 1.3 物流系统工程 42二. 物流系统工程方法介绍1. 物流系统工程的基本原理就是以物流系统为特定的研究对象，把要组织管理的物流对象经过分析、推理、判断、综合、建立某种系统模型，用最优化方法，实现系统最满意的结果。即经过系统工程技术的处理，使物流系统达到以下目标：技术上先进经济上合算时间上节省能协调运行 1.3 物流系统工程 432. 物流系统工程的常用方法物流系统分析方法从物流系统的概念出发，选择一个能使整个系统达

28、到一定目标的行动方案。采用的主要方法：通过对各种方案进行比较分析，从中选择所需的方案，从而为决策者提供可靠的决策依据。物流系统评价方法借助科学的方法和手段，对物流系统的目标、结构、环境、输入、输出、功能等要素，构建指标体系，建立评价模型，经过计算分析，对物流系统的经济性、社会性、技术性、可持续性等方面进行综合评价，为决策提供科学依据。 1.3 物流系统工程 44物流系统预测方法物流预测是根据客观事物的过去和现在的发展规律，借助科学的方法和手段，对物流管理发展趋势和状况进行描述、分析，形成科学的假设和判断的一种科学理论。主要包括定性预测与定量预测，如delphi法、时间序列预测、回归分析等。物流

29、系统优化最优化观念贯穿于物流系统工程的始终，是物流系统的指导思想和力争的目标。物流系统的优化方法很多，如线性规划、整数规划、动态规划。 1.3 物流系统工程 45物流系统控制物流系统控制是系统控制理论在物流系统中的具体应用，本书主要学习物流系统的确定型存储模型和随机型存储模型物流系统网络分析方法主要用于大型工程和项目的组织管理，以求达到用最少的时间和最少的资源消耗来完成整个工程和项目。如关键线路CPM及计划评审技术PERT等。物流系统模拟方法物流系统模拟是对物流系统的某些功能进行模拟和仿真，即建立一个系统模型来模仿物流系统的某些功能，以寻求对某些问题的解决方法。 1.3 物流系统工程 46物流

30、系统决策方法以现代数量分析和信息技术为工具，应用系统论和决策技术，为实现特定物流系统的目标，从备选方案中选择最满意的方案和策略的科学方法。物流系统排队论是物流系统服务设计中的一个重要方面，在物流服务系统中，顾客到达时间的随机性与服务时间的可变性共同造成系统暂时的超载，于是会出现排队等候，而此时系统的其他一些服务却可能是空闲的，排队论专门研究这类问题。 1.3 物流系统工程 47运输线路选择问题合理确定运输线路可以减少运输费用，减轻交通污染，常用的方法有最短路法、分配式配送运输方法、配送式运输方法物流中心选址决策对物流网络节点中的一些关键节点，如仓库、销售、配送等集散网点设施的数量、位置、大小等

31、进行优化，以实现整个网络系统的效率最优化，物流中心的选址通常采用定性与定量相结合的方法。 1.3 物流系统工程 48三 . 物流系统工程的常用技术 1仿真技术 对物流系统进行有效地研究，最重要的是要抓住作为系统对象的数量特性，建立系统模型。 系统模型就是由实体系统经过变换而得到的一个映象，是对系统的描述、模仿或抽象。具有因果关系、特征、共性。系统模型可以用数学方程、图像以及物理的形式来表达。 仿真的目标在于建立一个既能满足用户要求的服务质量，又能使物流费用最小的物流网络系统。 仿真技术在物流系统工程中应用较广，已初见成效。 1.3 物流系统工程 492系统最优化技术 就是在定的约束条件下，求出

32、使目标函数为最大(或最小)的解。 物流系统工程的基本思想是整体优化的思想，在外界环境约束条件下，要正确处理好众多因素之间的关系，必须采用系统优化技术，否则难以得到满意结果。 常用的物流系统优化方法有： (1)数学规划法。 (2)动态规划法。 (3)探索法。 (4)分割法。 物流系统的目标函数是在一定条件下，达到物流总费用最省、顾客服务水平最好、全社会经济效益最高的综合目标。3. 网络技术 网络技术即利用网络模型来“模拟”物流系统的全过程。 主要是以工作所需的时间为基础，用表达工作之间相互联系的“网络图”来反映整个系统的全貌，并指出影响全局的关键所在。从而对整体系统做出切实可行的全面规划和安排。

33、 1.3 物流系统工程 504. 分解协调技术 用“分解协调”方法对系统的各方面进行协调与平衡，处理系统内外的各种矛盾和关系，使系统能在矛盾中不断调节，处于相对稳定的平衡状态，充分发挥系统的功能。所谓分解，就是先将复杂的大系统，分解为若干相对简单的子系统，以便运用通常的方法进行分析和综合。其基本思路是先实现各子系统的局部优化，再根据总系统的总任务、总目标，使各子系统相互“协调”配合，实现总系统的全局优化。所谓协调，就是根据大系统的总任务、总目标的要求，使各分系统相互协调配合，在各子系统局部优化的基础上，通过协调控制，实现大系统的全局最优化。 除上述方法外，预测、决策论和排队论等技术方法也较广泛

34、地应用于物流系统的研究中。 1.3 物流系统工程 51美国全国机械公司配件部门公司概况美国全国机械公司配件部门的年销售额为16000万美元；年物流配送费用为2600万美元；公司坚持高质量的服务标准；公司在全国主要市场都设有仓库，共有50个之多。面临的问题公司管理层认为配送费用过大，服务标准没有必要保持现有的水平。考虑降低服务标准，减少配送费用。解决方法著名管理顾问H.N.谢康被请来处理这个问题。他经过全面分析确认撤消20个仓库可以使配送费用降至最低，年节省费用200万美元；减少了仓库用户就不能及时收到配件，由此可能带来销售方面的损失，但具体的损失大小无法预计；美国机械公司请来了有关方面的专家，

35、根据该公司的实际情况进行了计算机模拟，模拟结果显示如果采取撤消仓库的方法，将失去销售总额的20%；经过高层决策，决定仍保留原来的50所仓库，避免了因为减少仓库带来的销量下降。该案例是典型的运用系统模拟技术帮助决策者进行正确决策的一个案例。系统工程运用案例52本章结束下一章学习物流系统分析53第2章 物流系统分析2.1 物流系统分析概述2.2 物流系统优化分析2.3 物流系统分析实例542.1 物流系统分析概述系统分析与物流系统分析的基本概念物流系统分析的实质及要点物流系统分析的适用范围物流系统分析要素和准则物流系统分析的步骤55一. 系统分析系统分析的发展二战期间，系统分析与运筹学同时出现19

36、48年，美国空军因为研究“洲际战争”的需要，建立了“研究与开发”计划兰德公司（RAND Company)公司成立，发展了一套解决复杂问题的方法和步骤兰德分析系统，即系统分析二战以后，系统分析逐步成为一种热门的技术和方法. (为重大的研究与发展计划提供科学依据，提供实现目标的各种方案并给出评价，提供决策依据。)56一. 系统分析系统分析的过程系统分析的逻辑结构包括：五个环节：(1)阐明问题；(2)谋划备选方案；(3)预测未来环境；(4)建模和估计后果；(5)比较备选方案。 三个过程：阐明问题、分析研究、评价比较三个阶段。谋划备选方案建模和预计后果评论备选方案预测未来环境阐明问题原始情况提供分析结

37、果约束目标评价指标备选方案结果针对具体环节做调整重新阐明问题阐明问题分析研究评价比较57系统分析的定义 所谓系统分析，就是利用科学的分析工具和方法，分析和确定系统的目的、功能、环境、费用与效益等问题，抓住系统中需要决策的若干关键问题，根据其性质和要求，在充分调查研究和掌握可靠信息资料的基础上，确定系统目标，提出实现目标的若干可行方案，通过模型进行仿真试验，优化分析和综合评价，最后得出完整、正确、可行的综合方案，为决策提供依据。 从以上的定义我们可以看出，系统分析的根本目的在于提出并比较各种方案的技术经济指标，形成最优方案，为决策提供依据。 系统问题系统分析最优系统方案一. 系统分析58系统分析

38、的特点（1）以整体为目标 系统的各个分系统，都具有各自不同的功能和目标，它们彼此分工合作，形成系统整体的目标和功能。在系统分析中，整体的目标应放在首要地位，各分系统的功能和目标必须服从整体目标。（2）以特定问题为对象 系统分析是处理问题的一种方法，具有很强的针对性，其目的是寻求解决特定问题的最佳策略。（3）运用定量方法 系统分析，不能单靠想象、臆断、经验和直觉来解决问题。在许多情况下，需要可靠的数字、资料和量化的指标作为决策的依据。（4）凭借价值判断 在掌握可靠信息的基础上，系统分析对某些不确定的事情（如对预测），由于存在许多不确定因素，此时，需要在现有资料的基础上，运用各种知识和价值观念进行

39、判断和选优。一. 系统分析59二. 物流系统分析将系统分析的方法运用于物流系统，即物流系统分析。定义：物流系统分析即： 综合运用科学的分析方法和工具，对物流系统的目的、功能、环境、费用和效益进行充分的调研、收集、比较、分析和数据处理，建立若干替代方案和模型，对各种方案和模型进行比较和分析，寻求使物流系统整体效益最佳和有限资源配备最佳的方案，为决策者最后决策提供科学依据和信息。物流系统分析的基本思路与系统分析的思路类似，只是其分析的对象做了限制，只针对物流系统。60三. 物流系统分析的实质物流系统分析是一种决策工具。其主要目的在于为决策者提供判断和决策的信息与资料。物流系统分析把任何研究对象均视

40、为系统，以系统的整体最优化为工作目标，并力求建立数量化的目标函数。物流系统分析强调科学的推理步骤，使各种问题的分析能符合逻辑原则和事物的发展现律，而不是凭主观臆断和单纯经验。应用数学的基本知识和优化理论，使各种替代方案的比较，不仅有定性的描述，而且能以数字显示其差异。通过物流系统分析，使得待开发物流系统在一定的条件下充分挖掘潜力，做到人尽其才，物尽其用。61四 物流系统分析的要点系统分析工作漫长。物流系统分析不是容易的事，做系统分析需要辛勤而漫长的工作。想象力、经验和判断依然重要。物流系统分析强调运用数学方法，但在分析过程中仍需要想象力、经验和判断力。 解决问题的容易部分。物流系统分析最重要的

41、价值，在于它能解决问题的容易部分，这样决策者就可集中其知识和判断力，来解决问题较难的问题。以经济学的方法来解决问题。物流系统分析基本上是以经济学方法来解决问题，依靠技术和经济指标来分析问题。对全部可选方案进行比较。对任何问题，通常有许多的解决方案，在物流系统分析中，应列出所有的解决方案，计算出全部费用，然后再进行比较。有效的方案才是最佳的方案。费用最少的方案，不一定就是最佳的选择，因为最佳方案的着眼点，不在“省钱”而在“有效”。62五. 物流系统分析的适用范围 制定经济发展计划。 （规划理论，方案优化）重大物流工程项目的组织管理。（网络分析理论，保质保量如期完成）厂址选择和建厂规划。（从技术上

42、先进、经济上合理、建设上可行几个方面，选择最佳建设方案。新产品开发。（价值分析，确定该产品最适宜的性能、结构、用料和价格）资金成果管理。（预算控制，成本盈亏分析，采用经济合理的措施或方案）组织企业的生产布局和生产线。（对人员和各种生产设施进行最佳的分配和安排）编制生产作业计划。（投入产出分析法，库存控制等，实现准时生产和均衡生产） 物流系统分析在解决上述问题时是非常有效的，一般而论，越是重大而复杂的问题，运用物流系统分析，效果就越明显。63六. 物流系统分析的要素 物流系统分析的因素很多，根据 RAND型系统分析代表人物之希奇的思想，物流系统分析必须把握以下几点：明确期望达到的目的和目标确定达

43、到预期目标所需要的设备、技术条件和资源条件计算和估计各种可行方案所需要的资源、费用和效益建立各种替代方案的模型建立一定的优化判别准则 根据上面的思想，可以概括总结出物流系统分析的五个基本要素，即：目的、可行方案、模型、费用和效益、评价基准。64系统分析基本要素结构关系图（1）目的（2）替代方案（3）模型（4）效益与费用（5）评价基准65七. 物流系统分析的准则 物流系统内部与物流系统环境相结合（内部条件与外部条件相结合）子系统效益与整个系统效益相结合（局部效益与整体效益相结合）当前利益与长远利益相结合定量分析与定性分析相结合66八. 物流系统分析的步骤 1 物流系统分析的常用方式提问、解答 针

44、对物流系统的复杂性，可以在分析问题时通过提问和回答的方式，来明确问题，使问题简化，得到问题的解答。 提问的方式可采用下面的表格形式： 物流系统分析问题表项目第一次提问(明确主体)第二次提问(为什么)第三次提问(替代？)目的是什么为什么要确定这个目的是否已经明确地点在何处做为什么要在这里做有无更合适的地点时间在何时做为什么在此时做有无更合适的时间人员由谁做为什么由此人做有无更合适的人选方法用哪种方法做为什么用这种方法做有无更好的方法将上表归纳总结得到5W1H法672. 解决物流系统问题的5W1H法： 即：What，Why，When，Who，Where，How。 对物流系统的开发项目，采用5W1H

45、法，通过设定问题，作出解答，就容易抓住问题的关键，如下所示： 1）项目的对象是什么？即要干什么？(what) 2) 这个项目何以需要？即为什么这样子？(why) 3) 在什么时候和什么情况下使用？即何时干？ (when) 4) 使用的场所在哪里？即在何处干？(where) 5) 是以谁为对象的物流系统？即谁来干？(who) 6) 怎样才能解决问题？如何干？（How）八. 物流系统分析的步骤 68例子以沿海某省建立核电厂为例，这些问题及答案如下：1) (what)要干什么事？研究在沿海某省建核电厂的可行性。2) (why)为什么在沿海某省建立核电厂？ 由于沿海某省自产能源很少，历来靠进口油和煤发

46、电，进口能源受国际经济和政治局势影响太大，自己无力左右局势。同时也为了在经济上求得更廉价的电力和为了减少环境污染。3) (when)何时建立为宜？当地能源短缺，而能源工业作为经济发展的基础，应当优先考虑，此项建设，刻不容缓。4) (where)何处建厂为宜？从避开地震区和断裂、海啸、流沙区而又有足够冷却水，远离人口密集中心地区而又较接近用电地区几点来看，则以沿海某省北部沿海为宜。5) (who)由何单位承建？由沿海某省电力公司负责，并请工程顾问公司提供各种技术方面的咨询服务工作。6) (How)如何进行？工程进度应服从十年发电规划，具体技术细节还须由工程顾问公司作进一步研究后再提出。八. 物流

47、系统分析的步骤 69物流系统分析步骤示意图问题构成确定目标资料收集确定可行方案模型建立引进新方案重新考虑目标函数检查条件假定与资料综合评价分析方案二 物流系统分析的步骤根据霍尔的系统工程的三维结构图，将其进一步明确化，可以建立物流系统分析的基本步骤，如下：八. 物流系统分析的步骤 702.2 物流系统优化分析物流系统分析没有固定的分析方法主要根据物流系统运作过程中出现的不同问题而采用相应的分析方法优化分析的实质是通过建立物流系统模型，求解使物流系统达到最优的方案物流系统常用的优化指标一般有效率、费用、效益、利润等71一. 物流系统生产效益优化分析1. 相关概念生产函数描述生产系统中投入与产出的

48、关系，即生产要素的某一种组合同它可能产生的最大产量之间的关系。设Q代表产量，A、B代表各种生产要素的投入量，则生产函数可以表示为：Q=f (A, B, )在一定的技术水平下，如果投入的生产要素A、B、的投入量已知，则可以计算产品的产量Q。如果产品产量Q已知，可以推算需要投入的生产要素A、B、72一. 物流系统生产效益优化分析柯布-道格拉斯生产函数该函数是柯布-道格拉斯根据历史统计资料，研究18991922年美国的资本和劳动这两种主要的生产要素对产量的影响，而得出的一个生产函数。研究发现，=3/4时比较符合美国当时的情况，这表明劳动投入每增加1%所引起的产量增长，是资本增加1%所引起的产量增长的

49、3倍。73一. 物流系统生产效益优化分析成本、收益和利润成本通常指生产商品或提供服务所发生的各种费用。收益通常指提供商品或服务所获得的各种收入。利润指收益和成本的差值。函数关系假设以年为单位，物流系统1年的运行总成本为C,物流系统1年向社会提供的商品和服务的数量为Q,商品和服务的平均价格为P,则成本、收益和利润之间的关系可表示为：E = PQ - C74一. 物流系统生产效益优化分析2. 生产效益优化分析优化分析目标：最小的投入获得最大的产出在技术条件一定的情况下，每一个企业的生产活动都可以用一定的生产函数描述，因此生产效益优化分析的实质是求极值的问题，因此物流系统优化分析就可以近似简化为求利

50、润最大化的极值问题。利润产量QQ*物流系统利润与产量的关系图75二. 物流系统成本效益分析单纯考虑利润最大并不能选出物流系统最优方案应将效益与成本综合来考虑运用成本-效益分析进行最优化时，有以下几种情况：76二. 物流系统成本效益分析效益水平一定时，选择成本最小的方案效益成本B方案不同可行方案的成本效益对照图A方案E*C*当效益为E*时，两方案效益、成本都相同。当效益低于E*时， C1A C1B , A方案成本低，为最优方案。当效益高于E*时， C2B E1B ,因此A方案为最优方案。当成本高于C*，为C2时，B方案的效益为E2B， A方案的效益为E2A， E2B E2A, 因此B方案为最优方

51、案。E2BE1AC1C2E1BE2A78二. 物流系统成本效益分析当成本和效益都不限定时，按效益和成本的比值确定，即比较： 效益/成本静态比较（不考虑资金的时间价值）动态比较（考虑资金的时间价值，如贷款利率，存款利息、物价等）792.3物流系统分析实例80一. 问题某电厂环境工程物流系统分析问题 模拟该电厂烟囱排放的烟尘与SO2在大气中的扩散情况，对该厂的环境工程进行物流系统分析，在此基础上，结合当地的现实条件提出环境治理方案并做出选择。要求：从两个方面考虑问题，即：企业本身的经济效益社会效益（环保）81二 电厂环境及技术特征1该厂所在城市概况 地理位置地形特征人口（万）市区面积（km2）建筑

52、面积（km2）住宅面积（km2）绿地面积（km2）经度纬度海拔（m）东经110017/北纬25018/150河谷冲击平原39.23.54.7912.29204.22地理位置 电厂位于市区南郊，离市区约2KM，靠近林江，不远处有一机场 。823该地区气象条件1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月气温oC6.48.413.519.924.025.526.627.126.921.616.68.7气压MPa1001100399999999098598598699199610011005风速m/s2.72.32.31.61.81.41.11.54.14.13.13.7风向NNENNENN

53、ENNENNENNESNNENNENNENNENNE风频61634.212728102832788774二 电厂环境及技术特征834. 电厂技术特征机组：2*1.2MW；锅炉：2*65t，1*35t；除尘：一级旋风除尘器，效率1= 0.80，二级文丘里除尘器，效率2= 0.654；烟囱：高度 h=45m，出口直径d=2m，出口烟气温度T=60度；燃料：本地合山褐煤，每天700t，低位发热量Q=1686kJ/kg ；合山煤的化学分析参数 （见下表）二 电厂环境及技术特征84合山煤的工业分析 全水分灰粉挥发份2.33%48.07%11%合山煤的化学元素分析 合山煤的煤灰分析 CHNOS43.88%

54、1.10%022%1.57%2.82%SiO2Al2O3TiO2Fe2O3CaOMgOK2ONa2OMnO2SP烧碱结晶水48.5429.901.435.703.371.061.400.400.020.260.017.470.51二 电厂环境及技术特征851理论烟气量三理论分析与计算 其中：Q 燃烧过程中所产生的理论烟气量 （m3/s） AIR0理论空气质量； 过剩空气系数； Q0 实际空气量；862烟囱排出的烟尘量三理论分析与计算 其中：MAmax 烟尘的最大排放量（Kg/小时） Bg 电厂最大负荷时的总耗煤量 c 除尘器效率 q4 未完全燃烧的热能损失 Aq 燃料的含灰量 FH 锅炉排烟带

55、出的飞灰比例87其中： 二氧化硫最大排放量（Kg/小时） C燃料的硫 氧化成二氧化硫的比例 脱硫效率 Sq燃料的含硫量3烟尘排出的SO2量三理论分析与计算 88 将污染物烟尘与二氧化硫的排放量与允许的污染物排放的环保标准进行比较，见下表烟囱高度烟尘SO2模拟值标准超过倍数模拟值标准超过倍数45m823.1kg/h170kg/h4.341843.6kg/h170kg/h10.84四模拟结果与标准比较89五 治理污染方案的选择该电厂的污染物 烟尘及SO2的排放量超标；治污方案从减少烟尘及SO2，的排放量入手； 燃料（煤）锅炉(燃烧)除尘器（煤）烟囱(烟雾)排放电厂烟尘及SO2的排放流程（废弃物流）

56、 从污染物的排放流程看，可以从四个环节进行改进，得到相应的改进方案90方案1改变烟囱高度，增大扩散能力 烟囱高度的变化，可以改变燃烧情况通过计算，将烟囱高度由45m增加到120米，就能将烟尘与SO2控制在170kgh以内，达到环保标准。 影响因素当地修建120m高的烟囱需要投资22万元（资金投入）电厂附近有一机场，当地不允许修建高烟囱 （政策限制）此方案与政策抵触，实际上不可行五 治理污染方案的选择91六 综合决策 改用优质煤的方案可以使烟尘、SO2的排放低于国家标准，减轻大气污染该方案没有解决固体排放物的处理问题（灰、渣），目前它直接排入当地的河流 固体排放物总量为： MA70030048.

57、0793.89.469万吨年 冲刷固体排放物的废水量为 Q12000 x 300360万吨年巨量的乌黑煤灰水直接排入河中，对河水的污染相当严重（1）使河水混浊度变高，水变黑，变浑，影响该河流的游览观赏的价值。（2）煤灰中含有各种有害元素如铜、锌、镍、铅等，对该河流所在流域的生态环境产生非常不利的影响。92从长远来看，电厂对环境的影响，不仅要考虑大气污染，还要考虑整个生态环境的影响，要从根本上解决环保问题。采用石油作为燃料 无大气污染问题，又无煤灰、煤渣污染当地河流水质。 电厂的燃料成本会增加 通过发展当地的旅游业，可以弥补燃料增加的费用。 从社会效益来讲，是一种最佳的方案，也是符合整体效益最佳

58、的物流系统分析根本原则的综上所述，我们对电厂污染物治理的分析结论是：近期的最佳方案是改用外地优质煤远期最佳方案是采用石油作为燃料六 综合决策 93物流系统分析易犯的错误 1未明确问题。（分析的前提是首先明确要分析的问题）2过早得出结论。（反复优化的过程）3过分重视模型而忽视问题本身。（关注问题）4抓不住重点。（不可能建立一个面面俱到的模型，不能过分重视细节）5误用模型。（注意模型的适用范围）6忽略了主观因素。（在数量化的同时，要发挥人的经验和智慧）7物流系统的范围选取不当。（适当）8数据错误。（数据真实，有代表性）94第三章 物流系统建模主要内容物流系统模型介绍物流系统建模常用的物流系统数学模

59、型及建模953.1 物流系统模型96一. 对模型的认识一般的优化设计模型可以表示如下：97这一类系统可以用一个动力学方程来描述：一. 对模型的认识单自由度机械振动模型98一. 对模型的认识汽车动力学分析的简化模型用质量、弹簧、阻尼等来简化汽车的实际结构，并建立模型99从以上三个实例中，可以看出模型有以下特点：模型反映了真实系统的特征及其变化规律模型是实体的抽象或模仿模型反映同类事物的共性模型忽略了与分析无关的因素一. 对模型的认识100二. 对模型的进一步认识现实世界的系统原型模型（数学模型）结论现实世界的分析、预测、决策、控制现实世界与模型的关系抽象、翻译分析求解解释现实问题比较检验模型建模

60、就是将现实世界中的系统原型概括形成模型分析模型得出结论利用结论来解释现实问题与现实进行比较，重新认识现实，修改模型101模型：模型是对真实系统的特征及其变化规律的一种表示或抽象，而且往往是对系统中那些所要研究的特征的抽象。 模型可以表现实际系统的各组成因素及其相互间关系，反映实际系统的特征，模型从实际系统中抽象出来，但又高于实际系统，而且具有同类系统的共性。物流系统模型：物流系统模型是对物流系统的特征要素、相关信息和变化规律的一种抽象表述，反映物流系统某些本质属性。物流系统模型的特征： （1）是物流系统中现实实体的抽象或模仿； （2）由一些与物流系统分析有关的因素所组成； （3）用来表明物流系