5 物流系统仿真技术介绍及其应用.ppt

第5章 物流系统仿真技术及其应用 5.1物流系统仿真概述 5.2 物流系统仿真理论 5.3 物流系统计算机仿真 5.4 物流系统仿真应用分析 5.1物流系统仿真概述 5.1.1系统模型与仿真的概念 1.系统模型 系统模型是反映系统内部要素的关系，反映系统某些方面本质特征，以及内部要素与外界环境关系的系统的抽象，是对一个现实存在的系统或计划建立的系统的某种形式的描述。 2.仿真 仿真是以系统理论、形式化理论、随机过程理论、统计理论以及优化理论为基础，借助计算机和仿真软件对实际系统行为进行动态实验研究的方法。 根据系统特性仿真模型的类别分为离散系统仿真、连续系统仿真和混合系统仿真三大类。 三种系统仿真类别涵义图： 离散系统仿真 连续系统仿真 混合系统仿真 5.1.2系统仿真的基本步骤 ⒈问题阐述和仿真目标确定 ⒉建立仿真模型 ⒊数据采集 ⒋模型的确认 ⒌模型的编程实现与验证 ⒍仿真试验设计 ⒎模型的仿真运行 ⒏仿真结果的输出分析 5.1.3系统仿真技术在物流工程中的应用 物流作为一个多因素、多目标的复杂系统，追求其整体的优化是一个复杂的系统分析问题。现代物流越来越多地强调物流的系统化和综合化。在物流系统研究中系统仿真技术的应用主要有以下几个方面： ⑴物流系统规划与设计 ⑵仓储规模与库存管理 ⑶物料运输调度 ⑷物料成本估算 系统仿真在物流系统的应用，除以上4个主要方面外，还可以用来对物流系统进行可靠性分析等。 5.2 物流系统仿真理论 5.2.1离散事件系统仿真 ⒈离散事件系统仿真的概念 离散事件系统是指系统状态在某些随机时间点上发生离散变化的系统，因而离散事件系统一般都具有随机特性，系统的状态变量往往是离散变化的。 离散事件系统一般由以下六个基本要素所组成： ⒉离散事件系统仿真方法 离散事件系统仿真，实质上是对那些由随机系统定义的，用数值方式或逻辑方式描述的动态模型的处理过程。离散事件系统仿真方法可分为两种： ⑴面向过程的离散事件系统仿真 面向过程的仿真方法主要研究仿真过程中发生的事件以及模型中实体的活动。这些事件或活动的发生是顺序的，而仿真时钟的推进正是依赖于这些事件和活动的发生顺序。 ⑵面向对象的离散事件系统仿真 在面向对象仿真中，组成系统的实体以对象来描述。对象有三个基本的描述部分，即属性、活动和消息。每个对象都是一个封装了对象的属性及对象状态变化操作的自主的模块，对象之间靠消息传递来建立联系以协调活动。 5.2.2物流系统仿真优化理论 1.物流系统优化问题 物流系统要求在一定条件下，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。 智能优化算法，又称现代优化算法，是20世纪80年代初兴起的优化算法，这些算法包括禁忌有哪些信誉好的足球投注网站（tabu search）、模拟退火算法、遗传算法、人工神经网络，以及近年发展起来的群体智能技术等，它们主要用于解决大量的实际应用问题。它们共同的目标是求NP-hard组合问题的全局最优解。 目前引人注目的有模拟退火法（SA），禁忌有哪些信誉好的足球投注网站（TS），遗传算法（GA），三种随机优化方法为那些传统最优化技术难以处理的组合优化问题提供了切实可行的解决方案。这三种优化方法各有所长，三者的比较如下表所示。 三种常用智能优化算法的比较表 ⑶模拟仿真方法 仿真技术是高科技发展的前沿，是可对各种问题进行多学科综合研究的边缘科学。 优点： 投资少、周期短、见效快、可控、安全无破坏性、极易修改结构及参数、易于考虑多种因素。 可以克服一般研究方法由于难以考虑各种因素相互间的互动影响，使研究结果与实际情况相距甚远的缺点，而且可以减少投资风险和避免造成人力、资金的浪费。为此，发达国家在众多领域中广泛采用了仿真技术。 系统仿真就是对真实系统的模仿，这种模仿是对现实系统某一层次抽象属性的模拟。 5.3 物流系统计算机仿真 5.3.1物流系统计算机仿真概述 计算机仿真是一种非实物仿真方法，是用计算机对一个系统的结构和行为进行动态演示， 以评价或预测一个系统的行为效果，为决策提供信息的一种方法。 对于物流系统应用计算机仿真技术，不仅可以避免建立物理实验模拟系统的投资，减少设计成本，而且可以通过计算机技术进行精确计算和验证分析，提高系统方案的可行性。 仿真结束后可根据统计数据生成仿真报告，显示各物流设备的利用率、空闲率、阻塞率等数据。可根据仿真报