物流系統(tǒng)建模方法的研究分析

1、物流系統(tǒng)建模方法的研究分析 來源：不詳 作者：佚名 日期：2009年11月29日 訪問次數(shù)：     1引言     作為與能流、信息流并列的物流，是繼資源、勞動力之后的第三利潤源泉，在國民經(jīng)濟和社會發(fā)展中發(fā)揮著重要作用。為了更好地分析和設(shè)計物流系統(tǒng)，研究物流系統(tǒng)建模技術(shù)，建立恰當(dāng)?shù)奈锪飨到y(tǒng)模型，對優(yōu)化物流系統(tǒng)運行是非常必要的。     目前系統(tǒng)建模、分析與設(shè)計的方法很多，但是大多數(shù)建模方法都是對系統(tǒng)進行一些靜態(tài)的描述，且都沒有被很好地定義。所以在應(yīng)用中，這些模型很容易被誤解，也經(jīng)常出現(xiàn)前后不一致的現(xiàn)象。

2、而物流系統(tǒng)本身的復(fù)雜性使得它的建模、分析與設(shè)計工作非常復(fù)雜且難度較大。     本文提出了一種新的建模方法gisim法，它是針對物流系統(tǒng)分析與設(shè)計的一種集成建模方法，不僅能夠滿足物流系統(tǒng)的靜態(tài)組織結(jié)構(gòu)的建模要求，還通過系統(tǒng)的動態(tài)模型提高了模型的有效性。該建模方法克服了現(xiàn)有建模方法的一些不足，擴展了建模方法在物流系統(tǒng)中的應(yīng)用。     2物流系統(tǒng)建模方法回顧     現(xiàn)在被廣泛使用的建模方法主要有：grai法、idep、法、petl5網(wǎng)、gim法、sim法等。下面對這些建模方法作簡單介紹。  &#

3、160;  21grai     grai法是由法國波爾多大學(xué)的grai實驗室開發(fā)的一種決策系統(tǒng)分析和建模方法。它以gral格和gbai網(wǎng)為建模工具，以一種概念參考模型為基礎(chǔ)，該模型將一個其實系統(tǒng)分解成物理、信息和決策三個子系統(tǒng)。crai格是由行和列縱橫組成的表格，采用自上而下的分析方法清楚地表明了決策系統(tǒng)內(nèi)部各組織的決策職能和它們之間在決策和信息上的相互聯(lián)系。grai網(wǎng)以每個決策中心的活動為中心，描述其活動的條件、輸入和輸出。gral方法適合于決策功能層的優(yōu)化，但難以實現(xiàn)仿真。     22idef   

4、;  idef概念是在結(jié)構(gòu)化分析方法基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，是一種復(fù)雜系統(tǒng)分析與設(shè)計的通用方法。開始時該方法包括三部分：idedd，idefl和idef2，現(xiàn)在已擴展成一個系列，從idefo到idefi4。     idefd：功能模型。該模型結(jié)構(gòu)化地描述了所研究系統(tǒng)的活動和處理進程。     idefl：信息模型。該模型表達了制造系統(tǒng)環(huán)境的信息結(jié)構(gòu)和語義。     idef2：仿真模型設(shè)計。該模型表述環(huán)境或系統(tǒng)時變行為的特征，常用于系統(tǒng)模擬，建立動態(tài)模型。     id

5、ef3：過程描述設(shè)計。它解決了idef0不能反映時間和時序的問題，因此可以和仿真軟件相結(jié)合，用來檢驗過程的合理性并指導(dǎo)過程重構(gòu)，實現(xiàn)優(yōu)化。     idef4：面向?qū)ο笤O(shè)計。     idef5：本體論描述獲取。     gim方法是在grai方法的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的描述和分析整個企業(yè)的一種集成建模方法。它以概念參考模型、形式化建模方法和結(jié)構(gòu)化方法為基礎(chǔ)，集成了gbai、mebise、ideed三種建模方法的優(yōu)點；在gim模型中包含了系統(tǒng)的功能模型、信息模型、決策模型和物理模型。目前已經(jīng)有一種imagim的

6、計算機編輯程序支持g1m法。但是gim法也存在一些不足：如注重系統(tǒng)分析與設(shè)計，而對實施和操作考慮不多；注重計算機系統(tǒng)實現(xiàn)工廠的集成，對人的因素考慮不多；建?？蚣苋鄙偻ㄓ眯詫哟蔚?。     25s1m     s1m方法也是一種集成建模方法，對于制造信息系統(tǒng)的建模來說，sim是一種非常有效的建模方法。在制造系統(tǒng)中，sim法通過drd。(dataflowdiagrams)和gbai格對系統(tǒng)建模，同時應(yīng)用了ideyo方法來彌補dfds方法本身的一些缺陷。但是sim方法沒有考慮到系統(tǒng)的動態(tài)特性。     上述建模

7、方法各有優(yōu)缺點，且都有其不同的適用范圍。許多專家學(xué)者也對這些建模方法進行過多方的比較和評價，一致認為：由于各種建模方法和技術(shù)本身的局限性而影響了它們應(yīng)用的廣度和深度，所以單一的建模技術(shù)是不能夠滿足復(fù)雜的物流系統(tǒng)的建模要求的，必須尋找一種新的建模方法來集成現(xiàn)有建模方法的優(yōu)點，而消除他們的缺點。     3gisim建模方法     一般來講，系統(tǒng)模型包括概念模型結(jié)構(gòu)模型、求解模型和評價模型。系統(tǒng)的概念結(jié)構(gòu)模型經(jīng)常是為系統(tǒng)提供一個總體視圖，并定義系統(tǒng)的一些基本概念、系統(tǒng)的活動和子活動以及系統(tǒng)功能與活動之間的聯(lián)系。求解模型常常是通過一些優(yōu)化

8、技術(shù)來達到系統(tǒng)的目標(biāo)。評價模型常通過一定的模擬技術(shù)對一系列決策進行評價，而這些決策結(jié)果往往為使用者提供了一定的績效衡量指標(biāo)。所以一種好的建模方法應(yīng)該滿足以下的要求：     支持復(fù)雜系統(tǒng)的建模；     能為應(yīng)用該建模方法提供一些必要的指導(dǎo)：     建模的過程中，能夠區(qū)分開概念結(jié)構(gòu)模型、求解模型、評     為復(fù)雜系統(tǒng)建模時，能夠?qū)⑾到y(tǒng)的概念模型分解成一系列結(jié)構(gòu)視圖和動態(tài)視圖。     g1一sim法是滿足了以上要求，針對物流系統(tǒng)的分析與設(shè)計而

9、提出的一種集成建模方法。為了能夠全面的獲得物流系統(tǒng)的特點，gisim提供了一套集成的建模工具，在這套建模工具中包含了目前建模方法中經(jīng)常被使用的三種建模工具：grai格、idefd和模擬模型。同時使用grai格、idefo和計算機仿真為物流系統(tǒng)的建模、分析和設(shè)計提供了一種非常有效的建模方法。     31gisim法的建模步驟     定義系統(tǒng)組織的總體視圖。使用一個被修改過的單一層次的grai格就可以形成物流系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)，這個總體結(jié)構(gòu)表明了系統(tǒng)的主要職能劃分、決期活動中心?；顒又行拈g的關(guān)系可以被分為三種類型的系統(tǒng)流動：決策流、信息流

10、和物料流。在grai格中使用不同形式的箭頭來表示這三種不同的流動。物流系統(tǒng)中決策系統(tǒng)和時域條件的重要性決定了g1sim方法中必須使用grai格。在這一步中就從決策、信息和物料間的關(guān)系角度決定了系統(tǒng)的一些具體參數(shù)，如決策中心、活動中心、有效期、調(diào)整期、活動的輸入和輸出等。     為每一個活動中心構(gòu)建idefd模型。為了分析系統(tǒng)的各項子活動以及它們的輸入、輸出、控制條件和實現(xiàn)機制，要為每一個活動中心構(gòu)建idefo模型，模型的最頂層表示了該活動中心的總體結(jié)構(gòu)，而最頂層模型都能夠被逐層分解，直到分解到具有獨立功能含義的最底層模塊為止。但往往還要根據(jù)系統(tǒng)某些相關(guān)的活動中心

11、的輸入和輸出情況對idefd模型的輸入和輸出進行分類。gisim格中的決策中心和活動中心經(jīng)過分解后就可得到完整的idbfo模型，即一系列遞階的圖形。采用自項向下和自底向上相結(jié)合的方法就可以實現(xiàn)這種方法的分解特性。     將idef0模型轉(zhuǎn)化為仿真模型。在gisim中，模擬運行起著很重要的作用。因為在這一步中使用了在結(jié)構(gòu)功能模型中定義的概念引入了系統(tǒng)的動態(tài)特性，所以說仿真模型分析真實系統(tǒng)的能力比其它單一的建模分析技術(shù)要強。在系統(tǒng)設(shè)計中，第三步也是很重要的，因為它能夠通過一些簡單的表格或其它方法為每一個可選方案提供一些績效衡量標(biāo)準(zhǔn)幫助制定決策。為了對物流系統(tǒng)的行為有

12、一個更好的了解，在實施建模之前，必須進行模擬或仿真。因此，將模擬設(shè)備        1引言    作為與能流、信息流并列的物流，是繼資源、勞動力之后的第三利潤源泉，在國民經(jīng)濟和社會發(fā)展中發(fā)揮著重要作用。為了更好地分析和設(shè)計物流系統(tǒng)，研究物流系統(tǒng)建模技術(shù)，建立恰當(dāng)?shù)奈锪飨到y(tǒng)模型，對優(yōu)化物流系統(tǒng)運行是非常必要的。    目前系統(tǒng)建模、分析與設(shè)計的方法很多，但是大多數(shù)建模方法都是對系統(tǒng)進行一些靜態(tài)的描述，且都沒有被很好地定義。所以在應(yīng)用中，這些模型很容易被誤解，也經(jīng)常出現(xiàn)

13、前后不一致的現(xiàn)象。而物流系統(tǒng)本身的復(fù)雜性使得它的建模、分析與設(shè)計工作非常復(fù)雜且難度較大。    本文提出了一種新的建模方法gisim法，它是針對物流系統(tǒng)分析與設(shè)計的一種集成建模方法，不僅能夠滿足物流系統(tǒng)的靜態(tài)組織結(jié)構(gòu)的建模要求，還通過系統(tǒng)的動態(tài)模型提高了模型的有效性。該建模方法克服了現(xiàn)有建模方法的一些不足，擴展了建模方法在物流系統(tǒng)中的應(yīng)用。    2物流系統(tǒng)建模方法回顧    現(xiàn)在被廣泛使用的建模方法主要有：grai法、idep、法、petl5網(wǎng)、gim法、sim法等。下面對這些建模方法作簡單介紹。

14、60;   21grai    grai法是由法國波爾多大學(xué)的grai實驗室開發(fā)的一種決策系統(tǒng)分析和建模方法。它以gral格和gbai網(wǎng)為建模工具，以一種概念參考模型為基礎(chǔ)，該模型將一個其實系統(tǒng)分解成物理、信息和決策三個子系統(tǒng)。crai格是由行和列縱橫組成的表格，采用自上而下的分析方法清楚地表明了決策系統(tǒng)內(nèi)部各組織的決策職能和它們之間在決策和信息上的相互聯(lián)系。grai網(wǎng)以每個決策中心的活動為中心，描述其活動的條件、輸入和輸出。gral方法適合于決策功能層的優(yōu)化，但難以實現(xiàn)仿真。    22idef 

15、60;  idef概念是在結(jié)構(gòu)化分析方法基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，是一種復(fù)雜系統(tǒng)分析與設(shè)計的通用方法。開始時該方法包括三部分：idedd，idefl和idef2，現(xiàn)在已擴展成一個系列，從idefo到idefi4。    idefd：功能模型。該模型結(jié)構(gòu)化地描述了所研究系統(tǒng)的活動和處理進程。    idefl：信息模型。該模型表達了制造系統(tǒng)環(huán)境的信息結(jié)構(gòu)和語義。    idef2：仿真模型設(shè)計。該模型表述環(huán)境或系統(tǒng)時變行為的特征，常用于系統(tǒng)模擬，建立動態(tài)模型。    idef

16、3：過程描述設(shè)計。它解決了idef0不能反映時間和時序的問題，因此可以和仿真軟件相結(jié)合，用來檢驗過程的合理性并指導(dǎo)過程重構(gòu)，實現(xiàn)優(yōu)化。    idef4：面向?qū)ο笤O(shè)計。    idef5：本體論描述獲取。    gim方法是在grai方法的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的描述和分析整個企業(yè)的一種集成建模方法。它以概念參考模型、形式化建模方法和結(jié)構(gòu)化方法為基礎(chǔ)，集成了gbai、mebise、ideed三種建模方法的優(yōu)點；在gim模型中包含了系統(tǒng)的功能模型、信息模型、決策模型和物理模型。目前已經(jīng)有一種imagim的計算機編輯

17、程序支持g1m法。但是gim法也存在一些不足：如注重系統(tǒng)分析與設(shè)計，而對實施和操作考慮不多；注重計算機系統(tǒng)實現(xiàn)工廠的集成，對人的因素考慮不多；建模框架缺少通用性層次等。    25s1m    s1m方法也是一種集成建模方法，對于制造信息系統(tǒng)的建模來說，sim是一種非常有效的建模方法。在制造系統(tǒng)中，sim法通過drd。(dataflowdiagrams)和gbai格對系統(tǒng)建模，同時應(yīng)用了ideyo方法來彌補dfds方法本身的一些缺陷。但是sim方法沒有考慮到系統(tǒng)的動態(tài)特性。    上述建模方法各有優(yōu)缺點，

18、且都有其不同的適用范圍。許多專家學(xué)者也對這些建模方法進行過多方的比較和評價，一致認為：由于各種建模方法和技術(shù)本身的局限性而影響了它們應(yīng)用的廣度和深度，所以單一的建模技術(shù)是不能夠滿足復(fù)雜的物流系統(tǒng)的建模要求的，必須尋找一種新的建模方法來集成現(xiàn)有建模方法的優(yōu)點，而消除他們的缺點。    3gisim建模方法    一般來講，系統(tǒng)模型包括概念模型結(jié)構(gòu)模型、求解模型和評價模型。系統(tǒng)的概念結(jié)構(gòu)模型經(jīng)常是為系統(tǒng)提供一個總體視圖，并定義系統(tǒng)的一些基本概念、系統(tǒng)的活動和子活動以及系統(tǒng)功能與活動之間的聯(lián)系。求解模型常常是通過一些優(yōu)化技術(shù)來達到系統(tǒng)的目標(biāo)

19、。評價模型常通過一定的模擬技術(shù)對一系列決策進行評價，而這些決策結(jié)果往往為使用者提供了一定的績效衡量指標(biāo)。所以一種好的建模方法應(yīng)該滿足以下的要求：    支持復(fù)雜系統(tǒng)的建模；    能為應(yīng)用該建模方法提供一些必要的指導(dǎo)：    建模的過程中，能夠區(qū)分開概念結(jié)構(gòu)模型、求解模型、評    為復(fù)雜系統(tǒng)建模時，能夠?qū)⑾到y(tǒng)的概念模型分解成一系列結(jié)構(gòu)視圖和動態(tài)視圖。    g1一sim法是滿足了以上要求，針對物流系統(tǒng)的分析與設(shè)計而提出的一種集成建模方法。為了能

20、夠全面的獲得物流系統(tǒng)的特點，gisim提供了一套集成的建模工具，在這套建模工具中包含了目前建模方法中經(jīng)常被使用的三種建模工具：grai格、idefd和模擬模型。同時使用grai格、idefo和計算機仿真為物流系統(tǒng)的建模、分析和設(shè)計提供了一種非常有效的建模方法。    31gisim法的建模步驟    定義系統(tǒng)組織的總體視圖。使用一個被修改過的單一層次的grai格就可以形成物流系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)，這個總體結(jié)構(gòu)表明了系統(tǒng)的主要職能劃分、決期活動中心?；顒又行拈g的關(guān)系可以被分為三種類型的系統(tǒng)流動：決策流、信息流和物料流。在grai格中使用不同形

21、式的箭頭來表示這三種不同的流動。物流系統(tǒng)中決策系統(tǒng)和時域條件的重要性決定了g1sim方法中必須使用grai格。在這一步中就從決策、信息和物料間的關(guān)系角度決定了系統(tǒng)的一些具體參數(shù)，如決策中心、活動中心、有效期、調(diào)整期、活動的輸入和輸出等。    為每一個活動中心構(gòu)建idefd模型。為了分析系統(tǒng)的各項子活動以及它們的輸入、輸出、控制條件和實現(xiàn)機制，要為每一個活動中心構(gòu)建idefo模型，模型的最頂層表示了該活動中心的總體結(jié)構(gòu)，而最頂層模型都能夠被逐層分解，直到分解到具有獨立功能含義的最底層模塊為止。但往往還要根據(jù)系統(tǒng)某些相關(guān)的活動中心的輸入和輸出情況對idefd模型的輸

22、入和輸出進行分類。gisim格中的決策中心和活動中心經(jīng)過分解后就可得到完整的idbfo模型，即一系列遞階的圖形。采用自項向下和自底向上相結(jié)合的方法就可以實現(xiàn)這種方法的分解特性。    將idef0模型轉(zhuǎn)化為仿真模型。在gisim中，模擬運行起著很重要的作用。因為在這一步中使用了在結(jié)構(gòu)功能模型中定義的概念引入了系統(tǒng)的動態(tài)特性，所以說仿真模型分析真實系統(tǒng)的能力比其它單一的建模分析技術(shù)要強。在系統(tǒng)設(shè)計中，第三步也是很重要的，因為它能夠通過一些簡單的表格或其它方法為每一個可選方案提供一些績效衡量標(biāo)準(zhǔn)幫助制定決策。為了對物流系統(tǒng)的行為有一個更好的了解，在實施建模之前，必須進

23、行模擬或仿真。因此，將模擬設(shè)備和概念建模工具集成起來可以解決許多與系統(tǒng)建模相關(guān)的問題，還可以減少在描述概念勘能模型時產(chǎn)生的不協(xié)調(diào)和不一致。一般來講，仿真結(jié)果通常被用來提供和證實系統(tǒng)的具體參數(shù)，包括在前兩步中得到的時域條件和活動循環(huán)周期等。而動態(tài)模型常用來評價系統(tǒng)分析階段中系統(tǒng)的參數(shù)，或系統(tǒng)設(shè)計階段中定義的新的決活舌動變量。    在系統(tǒng)設(shè)計階段，必須使用在分析階段獲得的結(jié)果對grai格和一些具體的運作變量進行評估和重新設(shè)計。設(shè)計模型常以系統(tǒng)的基本元素開始，即簡單的概念首先被建模。為了能夠充分地利用前面的分析模型，在構(gòu)建復(fù)雜系統(tǒng)的功能模型前必須對其進行高度抽象，這樣就為將來修改現(xiàn)存的系統(tǒng)，或是引進新的制造物流策略提供了一個良好的基礎(chǔ)。    gisim法在動