物流仿真模型

参考书目1、SimulationusingPromodel,McGrawHilleducation2、物流系统仿真，北京邮电大学出版社3、现代生产物流及仿真，清华大学出版社4、系统仿真软件flexsim3.0实用教程，清华大学出版社教学计划讲授16个学时；实验20个学时；考核方式：考试（70）+平时成绩（30）课程导言Modeling&Simulation,M&SM&S是21世纪制造业的一项关键支撑技术IMTR将M&S列为能够影响美国整个制造业的发展，全面提升制造企业技术水平和快速反应能力的技术领域之一课程要求掌握基本概念如：系统、系统模型、仿真模型等掌握仿真的基本方法熟悉至少一种仿真软件熟悉并实现一些典型的物流系统仿真实例目录第一章绪论第二章物流系统建模第三章典型物流系统仿真模型第四章系统仿真应用基础第五章物流系统仿真及软件理论框架系统仿真三要素对象系统系统模型仿真模型三个基本活动：系统建模仿真建模仿真试验系统模型对象系统仿真模型系统建模仿真试验仿真建模图1.系统仿真的要素和相互关系一、系统&物流系统系统：是由若干可以相互区别、相互联系而又相互作用的要素所组成，在一定的阶层结构形成中分布，在给定的环境约束下，为达到整体的目的而存在的有机集合体。一般模型转换处理输入输出干扰反馈环境图2.系统的一般运作模式物质、能量、信息产品物流系统：是指在一定的时间和空间内，由所需位移的物资与包装设备、搬运装卸机械、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目的：3S1L(Speed、Safety、SurelyandLow)包括：运输、储存、包装、装卸、搬运、配送、流通加工、信息处理等子系统物流系统物流作业系统物流信息系统物流系统的基本模式图3.物流系统的基本模式物流管理物流各项业务活动物流信息处理物流技术措施效益、服务、污染设备、人员、资金反馈输入输出信息环境物流系统的环环境技术设备系统社会因素市场地理环境推销、销售、服务销售系统宣传策划运输仓储、存货、资讯顾客服务、搬运与包装物流系统管理教育生产系统财务系统试验、检验、包装加工、组装研发设计会计出纳报表、统计科技因素政府政策及法规竞争策略经济与产业结构企业主要系统图4.物流系系统的环境因因素系统的研究内内容实体：存在于系统中中的每一项确确定的物体，，即组成系统统的具体对象象元素；属性：实体所具有的的每一项有效效的特征，即即实体的特性性（状态和参参数）；活动：实体随时间推推移发生的状状态变化。内生活动：系统内部实体相互作用产生的活动；外生活动：系统外部环境影响产生的活动；例如：港口码码头是一个系系统，该系统统中的实体为为船舶及码头头装卸设备等等；它的属性性是任务类型型、任务数量量、设备数量量等；它的活活动则是船舶舶的靠泊及任任务的装卸过过程；环境则则是码头所处处的自然环境境和社会环境境等。系统的特征目的性集合性相关性层次性整体性对环境的适应应性物流系统特征征：（1）人机交交互（2）跨度大大（3）可分性性（4）动态性性（5）复杂性性（6）多目标标性系统的分类确定型系统和和随机型系统统连续型系统和和离散型系统统简单系统和复复杂系统图5.1确定型系统和随机型系统msAm1sm3sm2sAAA(a)(b)参变量时间（a）参变量时间事件时间（b）（c）订货量时间库存量图5.2连续型系统和离散型系统理论框架系统仿真三要要素对象系统系统模型仿真模型三个基本活动动：系统建模仿真建模仿真试验系统模型对象系统仿真模型系统建模仿真试验仿真建模图1.系统仿仿真的要素和和相互关系二、物流系统统模型概述物流系统模型型：是对物流系统统的特征要素、变化规律和相关信息的一种抽象表表达，它反映映了物流系统统的某些本质属性性，描述了物流系统各要要素间的相互互关系、系统统与环境之间间的相互作用用，反映了所研究的物流流系统的主要要特征。特征如下：（1）实体的的抽象或模仿仿；（2）由与分分析问题有关关的因素所组组成；（3）表明因因素间的关系系。模型分类系统建模方法法直接分析法（（推理分析法法）：对于内部结构构和特性已经经清楚的系统统，即所谓的的“白箱”系系统，可以利利用已知的定定律和定理，，经过一定的的分析和推理理，得到系统统模型（【例1】）数据分析法（（统计分析法法）：对于那些属于于“黑箱”，，但又不允许许直接进行实实验观察的系系统，可以采采用数据收集集和统计分析析的方法来建建造系统模型型（如防弹背心的的设计）实验分析法：：对某些问题，，现有数据不不能确定个别别变量对整个个系统的影响响，又不可能能做全局实验验时，可局部部实验分析本本质（【例2】）模拟分析法（（类比法）：：用一个容易实实现试验和计计算的系统代代替与其有相相似特性的，，进行数量描描述与试验有有困难的系统统的方法（【例3】）主观想象法（如对未来生态态系统、经济济系统的研究究）人工实现法（【例4】）直接分析法【例1】某加工车间要要把剩余的27kg塑料料和290度度电加工成甲甲、乙两种产产品，生产1米甲产品需需要2kg塑塑料和40度度电，生产1米乙产品需需要3kg塑塑料和10度度电。售出1米甲产品可可获利7元，，1米乙产品品获利6元，，如何确定甲甲、乙两种产产品的产量，，使总利润最最大。目标函数约束条件解法：直接分析法实验分析法【例2】某厂对广告费费用和销售额额度的关系进进行研究时发发现，以往经经验认为两者者之间呈正比比例递增（a），但实际际上广告费用用增加到一定定数量时销量量出现了一定定的平台期（（b）。这样样系统分析人人员联想到心心理学中有一一种典型的反反映函数形式式（c）。这这一心理学刺刺激反应规律律说明，推销销员老是推销销一种产品，，顾客由于逆逆反心理反而而不愿意购买买它。因此必必然有一个最最佳广告费用用，即销售量量刚刚饱和时时的费用，但但现在的数据据不能确定这这最佳值，而而厂家也不愿愿意承担全面面实验的风险险。销售量广告费（a）销售量广告费（b）销售量广告费（c）解决办法：该工厂选定250个销售售区中的18个区做实验验，证明每一一类顾客的反反应确实符合图图（c）所示示形状，通过过这18个区区的实验，大大致找到了““最佳”广告告费的范围，得到到了它们的平平均值、最小小值和最大值值模拟分析法【例3】某公司准备建建一临时材料料库向n个工工程项目工地地供应材料，，如何选择建建设地址才能能使总费用最最省？解决方案：按按重心法建立立以下模拟模型。按工程程项目目工地地相对对位置置在一一木盘上上钻孔孔，将将若干干条线线绳的的一端端连在一一个小小铁环环上，，另一一端分分别穿穿过钻好好的小小孔，，并按按项目目所需需材料料的比例例挂上上相应应的砝砝码，，这样样小铁铁环就平平衡在在一个个固定定的位位置。。人工实实现法法对系统统的内内部结结构和和特性性尚不不清楚楚，系系统结结构复复杂，，既无无足够够的数数据，，又无无法对对系统统进行行实验验，甚甚至不不允许许做实实验时时，可可以人人为地地逐步步建立立模型型建模步步骤及及原则则建立模型目的提出问题构思模型系统收集资料设置变量参数模型方案具体化检验模型正确性模型标准化编程建模原则：（1）抓住本质（2）符合假设（3）规模得当（4）模型具有代表性（5）保证足够的精度（6）尽量标准化理论框框架系统仿仿真三三要素素对象系系统系统模模型仿真模模型（（计算算机））三个基基本活活动：：系统建建模仿真建建模仿真试试验系统模型对象系统仿真模型系统建模仿真试验仿真建模图1.系统统仿真真的要要素和和相互互关系系提出问问题对一个个复杂杂的实实际系系统，，人们们通常常采用用什么么方式式研究究？一个未未执行行的军军事行行动一个正正常运运行的的核电电站放放射泄泄漏应应急方方案一台尚尚未有有前例例的临临床手手术一个待待建的的物流流配送送中心心解决决手手段段一般般研研究究的的两两类类手手段段直接接在在实实际际系系统统上上研研究究建立立模模型型，，在在模模型型上上研研究究直接接研研究究的的困困难难系统统还还不不存存在在系统统的的破破坏坏性性实实验验实验验条条件件无无法法保保证证（（时时间间太太长长、、费费用用太太高高或或人人为为偏偏差差））自古古以以来来的的仿仿真真应应用用中外外古古代代战战争争对对仿仿真真基基本本原原理理的的应应用用，，这这种种远远时时代代的的作作战战模模拟拟后后来来以以各各种种棋棋类类（（比比如如中中国国象象棋棋、、围围棋棋））流流传传了了下下来来；；建筑筑中中用用木木模模研研究究建建筑筑物物的的结结构构与与承承载载性性能能；；军事事沙沙盘盘————古古代代沙沙盘盘和和现现代代的的沙沙盘盘仿仿真真模模型型；；典型型仿仿真真案案例例展展示示你了了解解哪哪些些仿仿真真的的新新发发展展？？你参参观观过过虚虚拟拟现现实实实实验验室室吗吗？？体验验过过与与虚虚拟拟现现实实仿仿真真系系统统的的人人机机交交互互吗吗？？头盔显示器头部跟踪器数据手套虚拟拟现现实实技技术术模拟飞行驾驶虚拟人游戏娱乐6自由度飞行模拟器飞行模拟虚拟拟现现实实仿仿真真技技术术用用于于治治疗疗心心理理恐恐惧惧症症————公公共共演演讲讲恐恐惧惧症症美国乔治治亚大学学使用虚虚拟现实实技术来来临床治治疗公共共演讲恐恐惧症：：很多人人，仅仅仅是想象象一下在在公共场场合演讲讲就会手手心出汗汗、心跳跳加速、、胃部抽抽搐。通通过使用用电脑生生成图像像、声音音的头盔盔虚拟现现实技术术来帮助助治疗。。乔治亚亚大学的的心理学学助理教教授PageAnderson，，进行临临床应用用研究，，研究这这种新科科技能够够将公共共演讲的的恐惧和和忧虑降降低到什什么程度度。虚拟现实实技术用用于治疗疗心理恐恐惧症———飞行行恐惧症症和恐高高症Anderson尝试试让患者沉沉浸于像像真实环环境一样样的虚拟拟场景中中，以使使患者逐逐渐减轻轻恐惧感感。虚拟拟飞行惯惯于治疗疗患有飞飞行恐惧惧症的人人，在患患者坐位位下的低低音音箱箱发出模模仿真实实喷气飞飞机引擎擎的隆隆隆声。这这些境遇遇会使患患者战胜胜自身的的恐惧，，接受Anderson虚拟拟疗法的的患者已已经可以以举起手手进行提提问。虚虚拟治疗疗比传统统治疗的的方便在在于，不不会像治治疗飞行行恐惧症症那样往往返机场场，很难难否认，，通过使使用科学学技术能能够避免免过多的的花费仿真的作作用对已经发发生的系系统历史史过程，，通过仿仿真进行行再现，，以研究究其规律律研究一个个尚未存存在的对对象系统统的特征征、性能能、规律律等对于存在在但由于于各种因因素难以以在实际际系统上上进行实实验的系系统用于理解解实际系系统，进进行Whatif分分析用于对一一个系统统的多种种方案对对比研究究对其它研研究方法法得到的的研究结结果进行行验证其它作为沟沟通工工具；；培训；；………按系统统所处处的时时间、、空间间划分分，其其作用用体现现在按仿真真应用用的目目的、、内容容划分分，其其作用用体现现在仿真的的优势势对复杂杂性问问题的的优势势对随机机性问问题的的优势势安全性性优势势成本优优势可视化化优势势重复性性优势势时间优优势风险优优势……思考：：仿真的的劣势势或局局限性性？？？…三、仿仿真仿真(Simulation)是是对实实际过过程或或系统统随时时间变变化的的运作作的模模仿(imitation,mimic)。。仿真真通过过建立立系统统模型型(Systemmodel)来描描述实实际系系统的的行为为目前，，系统统仿真真多数数是在在计算算机上上进行行的系统仿仿真可可定义义为：：根据系系统分分析的的目标标，在在分析析系统统各影影响要要素性性质及及其相相互关关系的的基础础上，，建立能够描描述系系统结结构和和行为为且具具有一一定逻逻辑关关系和和数学学性质质的仿真模模型，对系系统进进行试验和和定量量分析析，以获得决决策所需的的信息。仿真模型对实际系统统的二次简简化！反映系统模模型同计算算机（仿真真器）之间间的关系能被计算机机或者仿真真器接受，，并运行仿真实验：：是指设计计合理、方方便且服务务于实验研研究的实验验步骤和软软件，以对对模型进行行运转可重复性人机交互能能力一定条件下下，便于引引入实际部部件，增加加可信度系统仿真过过程修改模型并并确认系统定义构造模型数据准备模型转换模型运行分析并评论仿真结果停止结果是否充分是否用仿真其他方法研究模型是否有效修改模型的策略或参数，或做一次重复运行否否否是是是按仿真时间间分类实时仿真：：仿真时间间与系统时时间同步；；如飞行训训练亚时仿真：：仿真速度度低于系统统速度（慢慢动作）；；如电子对撞产产生新粒子子的过程超时仿真：：仿真速度度高于系统统速度，应应用最广泛泛系统仿真分分类按被仿真系系统的特性性分类连续系统仿仿真：系统统的状态随随时间连续续变化的系系统(ContinuousSystem)离散系统仿仿真：系统统状态变化化只发生在在一些随机时(DiscreteSystem)间点上的系系统多数工程系系统是属于于连续系统统，如电力力系统、发发电机组、、航空发动动机、液压压系统等。。银行、配送送中心等属属于离散系系统系统仿真的的发展与应应用年代发展的主要特点1600-1940物理科学基础上的建模20世纪40年代电子计算机出现，冯·诺依曼正式提出了系统仿真的概念，20世纪50年代中期仿真应用于航空领域20世纪60年代出版了仿真领域最具权威性的学术刊物“SIMULATION”；工业操作过程仿真；20世纪70年代包括经济、社会、环境的大系统仿真20世纪70年代中后期系统与仿真结合，如用于随机网络建模的SLAM仿真系统；系统仿真与更高级的决策结合，如决策支持系统；20世纪80年代中期集成化建模与仿真环境20世纪90年代可视化建模仿真，虚拟现实仿真，分布交互仿真系统建模与与仿真的发发展趋势90年代以以来，计算算机仿真技技术朝着一一体化建模模与仿真环环境的方向向稳步发展展。新的研研究热点如如：面向对象仿仿真（object-orientedsimulation,OOS）定性仿真（（qualitativesimulation,QS）分布交互仿仿真（distributedinteractivesimulation,DIS）人工智能仿仿真（artificialintelligencesimulation,AIS）虚拟现实仿仿真（virtualrealitysimulation,VRS）可视化仿真真（visualsimulation,VS）多媒体仿真真（multimediasimulation,MS）Internet网网上仿真物流系统仿仿真物流系统是是一个多因因素、多目目标的复杂杂系统，现现代物流越越来越强调调物流的系系统化、综综合化，而而物流系统统的整体优优化是一个个复杂的系系统分析问问题。系统仿真方方法应用于于物流系统统有如下几几类：物流过程仿仿真；物流管理仿仿真；物流成本仿仿真。在物流领域域中的应用用主要涉及及交通运输输、仓储、、供应链、、自动化物物流系统、、物流园区区规划等多多个方面。。物流系统仿仿真的广泛泛应用自动化物流流系统仿真真AS/RS系统仿真真Conveyor输输送系统仿仿真AGV系统统仿真Picking/Sorting系统统仿真生产物流系系统仿真供应链仿真真物流园区规规划仿真交通运输仿仿真……物流配送中中心仿真应应用配送中心管管理调度策策略仿真；；配送中心作作业流程仿仿真；配送中心布布局与资源源配置仿真真；服务业及制制造业仿真真供应链仿真真物流系统仿仿真的作用用1.系统构建：：真实的系系统并不存存在，并且且建立真实实的系统需需要耗费大大量的成本本和时间，，不知该如如何建造才才能取得较较好的效果果。2.系系统改进：：真实的系系统是存在在的，但系系统存在一一些问题，，希望能改改进系统，，但不知如如何改进。。如果在真真实的系统统上进行实实验则代价价昂贵。3.系系统分析：：一个系统统非常复杂杂，不知如如何操作才才能有好的的效果，因因此需要对对这个复杂杂的系统进进行预测和和分析。4.考考虑虑随随机机因因素素：：系系统统比比较较简简单单，，可可以以用用数数学学的的方方法法求求解解，，但但求求解解过过程程无无法法考考虑虑随随机机因因素素，，且且结结果果不不直直观观，，因因此此生生产产一一线线人人员员难难以以相相信信纯纯数数学学方方法法计计算算的的结结果果，，而而希希望望看看到到更更直直观观的的效效果果以以指指导导生生产产。。9、静夜四无无邻，荒居居旧业贫。。。12月-2212月-22Sunday,December25,202210、雨中黄叶叶树，灯下下白头人。。。05:47:4105:47:4105:4712/25/20225:47:41AM11、以我独沈沈久，愧君君相见频。。。12月-2205:47:4105:47Dec-2225-Dec-2212、故人江海别别，几度隔山山川。。05:47:4105:47:4105:47Sunday,December25,202213、乍见见翻疑疑梦，，相悲悲各问问年。。。12月月-2212月月-2205:47:4105:47:41December25,202214、他乡乡生白白发，，旧国国见青青山。。。25十十二二月20225:47:41上上午05:47:4112月月-2215、比不不了得得就不不比，，得不不到的的就不不要。。。。十二月月225:47上上午午12月月-2205:47December25,202216、行行动动出出成成果果，，工工作作出出财财富富。。。。2022/12/255:47:4105:47:4125December202217、做做前前，，能能够够环环视视四四周周；；做做时时，，你你只只能能或或者者最最好好沿沿着着以以脚脚为为起起点点的的射射线线向向前前。。。。5:47:41上上午午5:47上上午午05:47:4112月月-229、没没有有失失败败，，只只有有暂暂时时停停止止成成功功！！。。12月月-2212月月-22Sunday,December25,202210、很很多多事事情情努努力力了了未未必必有有结结果果，，但但是是不不努努力力却却什什么么改改变变也也没没有有。。。。05:47:4105:47:4105:4712/25/20225:47:41AM11、成功就就是日复复一日那那一点点点小小努努力的积积累。。。12月-2205:47:4105:47Dec-2225-Dec-2212、世间成事，，不求其绝对对圆满，留一一份不足，可可得无限完美美。。05:47:4105:47:4105:47Sunday,December25,202213、不知香积寺寺，数里入云云峰。。12月-2212月-2205:47:4105:47:41December25,202214、意志坚强的