第七章物流系統(tǒng)仿真

演示文稿第七章物流系統(tǒng)仿真現(xiàn)在是1頁\一共有61頁\編輯于星期一第七章物流系統(tǒng)仿真ppt課件現(xiàn)在是2頁\一共有61頁\編輯于星期一物流系統(tǒng)仿真CH77.1系統(tǒng)仿真概述7.2系統(tǒng)仿真的要素與類型7.3計算機仿真7.4物流系統(tǒng)仿真7.5物流系統(tǒng)仿真應(yīng)用7.6案例分析：配送中心仿真與分析現(xiàn)在是3頁\一共有61頁\編輯于星期一物流系統(tǒng)仿真CH77.1系統(tǒng)仿真概述7.2系統(tǒng)仿真的要素與類型7.3計算機仿真7.4物流系統(tǒng)仿真7.5物流系統(tǒng)仿真應(yīng)用7.6案例分析：配送中心仿真與分析現(xiàn)在是4頁\一共有61頁\編輯于星期一7.1系統(tǒng)仿真概述7.1.1系統(tǒng)仿真的概念與起源7.1.2系統(tǒng)仿真的發(fā)展階段7.1.3系統(tǒng)仿真的定義7.1.4系統(tǒng)仿真的實質(zhì)7.1.5系統(tǒng)仿真的特點及作用現(xiàn)在是5頁\一共有61頁\編輯于星期一7.1.1系統(tǒng)仿真的概念與起源系統(tǒng)仿真是利用系統(tǒng)模型在仿真的環(huán)境和條件下，對系統(tǒng)進行研究、分析和試驗的方法。系統(tǒng)仿真是本世紀(jì)40年代末以來伴隨著計算機技術(shù)的發(fā)展而逐步形成的一門新興學(xué)科?，F(xiàn)代系統(tǒng)仿真技術(shù)和綜合性仿真系統(tǒng)已經(jīng)成為復(fù)雜系統(tǒng)特別是高技術(shù)產(chǎn)業(yè)不可缺少的分析、研究、設(shè)計、評價、決策和訓(xùn)練的重要手段，其應(yīng)用范圍在不斷擴大，效益也日漸顯著?，F(xiàn)在是6頁\一共有61頁\編輯于星期一7.1.2系統(tǒng)仿真的發(fā)展階段⑴直觀模仿⑵仿真實驗⑶功能仿真現(xiàn)在是7頁\一共有61頁\編輯于星期一7.1.3系統(tǒng)仿真的定義

系統(tǒng)仿真是建立在控制理論、相似理論、信息處理技術(shù)和計算技術(shù)等理論基礎(chǔ)之上的、以計算機以及其它專用物理效應(yīng)設(shè)備為工具、利用系統(tǒng)模型對真實或擬建的系統(tǒng)進行試驗，并借助于專家經(jīng)驗知識、統(tǒng)計數(shù)據(jù)和信息資料對試驗結(jié)果進行分析研究，進而作出決策的一門綜合性的和試驗性的學(xué)科?，F(xiàn)在是8頁\一共有61頁\編輯于星期一7.1.4系統(tǒng)仿真的實質(zhì)系統(tǒng)仿真是一種對系統(tǒng)問題求數(shù)值解的計算技術(shù)。仿真是一種人為的試驗手段。仿真可以比較真實地描述系統(tǒng)的運行、演變及其發(fā)展過程?，F(xiàn)在是9頁\一共有61頁\編輯于星期一7.1.5系統(tǒng)仿真的特點和作用系統(tǒng)仿真的特點主要體現(xiàn)在6個方面。⑴利用仿真模型可將復(fù)雜事物抽象化，通過仿真模型了解系統(tǒng)的可行性和可靠性，檢驗理論的正確性，尋求解決問題的途徑；⑵利用仿真可避免在實際系統(tǒng)上試驗周期過長的弊病，節(jié)省人力、物力、財力；⑶某些復(fù)雜系統(tǒng)既不能用實際試驗方法，又不能用解析方法時，計算機仿真方法是唯一有效的方法；⑷可以避免對實際系統(tǒng)進行破壞性實驗或危險性實驗；⑸仿真可以研究單個變量或參數(shù)變化時對系統(tǒng)整體的影響，并且可以多次重復(fù)試驗；⑹仿真方法可用來檢驗理論分析所得的結(jié)果的正確性和有效性，其基本方法較易掌握，仿真的結(jié)果直觀，便于理解?，F(xiàn)在是10頁\一共有61頁\編輯于星期一7.1.5系統(tǒng)仿真的特點和作用系統(tǒng)仿真有4個最主要的作用。⑴仿真的過程也是實驗的過程，是系統(tǒng)地收集和積累信息的過程；⑵對難以建立物理模型和數(shù)學(xué)模型的對象系統(tǒng)，可通過仿真模型來順利地解決預(yù)測、分析和評價等系統(tǒng)問題；⑶通過系統(tǒng)仿真，可以把一個復(fù)雜系統(tǒng)降階成若干子系統(tǒng)以便于分析；⑷通過系統(tǒng)仿真，能啟發(fā)新的思想或產(chǎn)生新的策略，還能暴露出原系統(tǒng)中隱藏著的一些問題，以便及時解決?，F(xiàn)在是11頁\一共有61頁\編輯于星期一物流系統(tǒng)仿真CH77.1系統(tǒng)仿真概述7.2系統(tǒng)仿真的要素與類型7.3計算機仿真7.4物流系統(tǒng)仿真7.5物流系統(tǒng)仿真應(yīng)用7.6案例分析：配送中心仿真與分析現(xiàn)在是12頁\一共有61頁\編輯于星期一7.2系統(tǒng)仿真的要素與類型7.2.1仿真的要素7.2.2系統(tǒng)仿真的類型7.2.3系統(tǒng)仿真的一般類型現(xiàn)在是13頁\一共有61頁\編輯于星期一7.2.1仿真的要素圖7-1計算機仿真三要素及三個基本活動現(xiàn)在是14頁\一共有61頁\編輯于星期一7.2.2系統(tǒng)仿真的類型1．按應(yīng)用分類

按其應(yīng)用的領(lǐng)域及作用，系統(tǒng)仿真可分為：生產(chǎn)管理仿真、工程技術(shù)仿真、軍事仿真、科學(xué)試驗等?，F(xiàn)在是15頁\一共有61頁\編輯于星期一7.2.2系統(tǒng)仿真的類型2．按結(jié)構(gòu)形式分類簡單式串聯(lián)式擴展式分析式現(xiàn)在是16頁\一共有61頁\編輯于星期一7.2.2系統(tǒng)仿真的類型3．按仿真實驗的方法分類

按照仿真實驗的方法，可分為物理仿真法和數(shù)學(xué)仿真法。現(xiàn)在是17頁\一共有61頁\編輯于星期一7.2.2系統(tǒng)仿真的類型4．按系統(tǒng)中事件出現(xiàn)的特性分類根據(jù)系統(tǒng)中事件出現(xiàn)的特性，可將仿真分為隨機性仿真和確定性仿真。現(xiàn)在是18頁\一共有61頁\編輯于星期一7.2.2系統(tǒng)仿真的類型5．按照系統(tǒng)活動的動態(tài)形式分類連續(xù)系統(tǒng)仿真離散系統(tǒng)仿真現(xiàn)在是19頁\一共有61頁\編輯于星期一7.2.2系統(tǒng)仿真的類型6．根據(jù)仿真時鐘與實際時鐘的關(guān)系分類實時仿真亞實時仿真超實時仿真現(xiàn)在是20頁\一共有61頁\編輯于星期一7.2.3系統(tǒng)仿真的一般步驟⑴定義問題，確定其適合仿真，且收益大于成本，則可進行規(guī)劃仿真；⑵判斷系統(tǒng)是否擁有所需的資源且能夠定義，若是，則確定系統(tǒng)的參數(shù)，建立模型；⑶收集相關(guān)的數(shù)據(jù)并進行分析，在此基礎(chǔ)上建立計算機仿真模型；⑷對仿真及其結(jié)果加以驗證，進行實驗分析；⑸分析仿真輸出結(jié)果；⑹歸檔并實施。在實際的仿真中，上述步驟往往需要多次反復(fù)和迭代?，F(xiàn)在是21頁\一共有61頁\編輯于星期一物流系統(tǒng)仿真CH77.1系統(tǒng)仿真概述7.2系統(tǒng)仿真的要素與類型7.3計算機仿真7.4物流系統(tǒng)仿真7.5物流系統(tǒng)仿真應(yīng)用7.6案例分析：配送中心仿真與分析現(xiàn)在是22頁\一共有61頁\編輯于星期一7.3計算機仿真7.3.1計算機仿真的概念7.3.2計算機仿真的局限性7.3.3計算機仿真語言及特點現(xiàn)在是23頁\一共有61頁\編輯于星期一7.3.1計算機仿真的概念

計算機仿真是用計算機對系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能和行為以及參與系統(tǒng)控制的人的思維過程和行為進行動態(tài)、逼真的模仿。現(xiàn)在是24頁\一共有61頁\編輯于星期一7.3.2計算機仿真的局限性計算機仿真技術(shù)不是最優(yōu)化技術(shù)，它只是一種數(shù)值方法，只能給出系統(tǒng)特定條件、特定參數(shù)下的特解而不是通解。用計算機仿真方法去解決較大系統(tǒng)的問題成本高、時間長，對于仿真模型必須反復(fù)檢驗，有時還必須重新建立模型，才能使其不斷完善。計算機仿真是一種評價性技術(shù)，是評價決策的工具，自身并不能產(chǎn)生決策和方案?，F(xiàn)在是25頁\一共有61頁\編輯于星期一7.3.3計算機仿真語言及特點⑴仿真時刻的控制是自動進行的；⑵具有隨機數(shù)生成程序；⑶可以進行多種邏輯運算和數(shù)學(xué)運算；⑷對于構(gòu)成要素的記錄可自動進行記憶場所的分配；⑸仿真結(jié)果可以很容易地表示出來?，F(xiàn)在是26頁\一共有61頁\編輯于星期一物流系統(tǒng)仿真CH77.1系統(tǒng)仿真概述7.2系統(tǒng)仿真的要素與類型7.3計算機仿真7.4物流系統(tǒng)仿真7.5物流系統(tǒng)仿真應(yīng)用7.6案例分析：配送中心仿真與分析現(xiàn)在是27頁\一共有61頁\編輯于星期一7.4物流系統(tǒng)仿真7.4.1仿真在物流系統(tǒng)中的應(yīng)用7.4.2物流系統(tǒng)仿真的特點7.4.3物流系統(tǒng)仿真常用的方法7.4.4物流系統(tǒng)仿真的步驟現(xiàn)在是28頁\一共有61頁\編輯于星期一7.4.1仿真在物流系統(tǒng)中的應(yīng)用對于新設(shè)計的物流系統(tǒng)，可應(yīng)用計算機仿真對新系統(tǒng)的可行性和效率作出正確的評價判斷。采用計算機仿真的方法構(gòu)造模型，可在復(fù)雜物流系統(tǒng)中解決部分難以用數(shù)學(xué)方法求解的物流問題。通過建立物流系統(tǒng)的仿真模型，擴展物流系統(tǒng)研究的邊界，有助于描述物流系統(tǒng)的各種現(xiàn)象，加強直觀感，從而更深刻地理解和分析物流系統(tǒng)?，F(xiàn)在是29頁\一共有61頁\編輯于星期一7.4.2物流系統(tǒng)仿真的特點⑴物流系統(tǒng)中“流”的仿真。⑵物流系統(tǒng)中的“排隊”仿真。⑶物流組織中“人”的因素仿真?，F(xiàn)在是30頁\一共有61頁\編輯于星期一7.4.3物流系統(tǒng)仿真常用的方法1.

實體在離散事件系統(tǒng)中的實體可分為兩大類：⑴臨時實體⑵永久實體現(xiàn)在是31頁\一共有61頁\編輯于星期一7.4.3物流系統(tǒng)仿真常用的方法2.

事件

事件是引起系統(tǒng)狀態(tài)發(fā)生變化的行為。從某種意義上說，這類系統(tǒng)是由事件來驅(qū)動的?，F(xiàn)在是32頁\一共有61頁\編輯于星期一7.4.3物流系統(tǒng)仿真常用的方法3.

活動活動用于表示兩個可以區(qū)分的事件之間的過程，它標(biāo)志著系統(tǒng)狀態(tài)的轉(zhuǎn)移?，F(xiàn)在是33頁\一共有61頁\編輯于星期一7.4.3物流系統(tǒng)仿真常用的方法4.

進程進程由若干個有序事件及若干有序活動組成，一個進程描述了它所包括的事件及活動間的相互邏輯關(guān)系及時序關(guān)系。現(xiàn)在是34頁\一共有61頁\編輯于星期一7.4.3物流系統(tǒng)仿真常用的方法圖7-3事件、活動、進程三者之間的關(guān)系現(xiàn)在是35頁\一共有61頁\編輯于星期一7.4.3物流系統(tǒng)仿真常用的方法5.

仿真鐘用于表示仿真時間的變化。仿真鐘推進方法有三大類：事件調(diào)度法、固定增量推進法和主導(dǎo)時鐘推進法?，F(xiàn)在是36頁\一共有61頁\編輯于星期一7.4.3物流系統(tǒng)仿真常用的方法6.

統(tǒng)計計數(shù)器某一次仿真運行得到的狀態(tài)變化過程只不過是隨機過程的一次取樣，它們只有在統(tǒng)計意義下才有參考價值。在仿真模型中，需要有一個統(tǒng)計計數(shù)部件，以便統(tǒng)計系統(tǒng)中的有關(guān)變量?，F(xiàn)在是37頁\一共有61頁\編輯于星期一7.4.4物流系統(tǒng)仿真的步驟1．離散事件系統(tǒng)仿真流程系統(tǒng)狀態(tài)變量時鐘變量事件表統(tǒng)計計數(shù)器初始化子程序時鐘推進于程序調(diào)度子程序事件子程序統(tǒng)計報告子程序隨機數(shù)發(fā)生器主程序從功能結(jié)構(gòu)的角度來看，離散事件系統(tǒng)仿真的程序通常包括以下幾個部分：現(xiàn)在是38頁\一共有61頁\編輯于星期一7.4.4物流系統(tǒng)仿真的步驟2.離散事件系統(tǒng)的仿真策略⑴事件調(diào)度法⑵活動掃描法⑶進程交互法現(xiàn)在是39頁\一共有61頁\編輯于星期一7.4.4物流系統(tǒng)仿真的步驟3．物流系統(tǒng)的仿真步驟圖7-5物流系統(tǒng)仿真的一般步驟現(xiàn)在是40頁\一共有61頁\編輯于星期一物流系統(tǒng)仿真CH77.1系統(tǒng)仿真概述7.2系統(tǒng)仿真的要素與類型7.3計算機仿真7.4物流系統(tǒng)仿真7.5物流系統(tǒng)仿真應(yīng)用7.6案例分析：配送中心仿真與分析現(xiàn)在是41頁\一共有61頁\編輯于星期一7.5物流系統(tǒng)仿真應(yīng)用7.5.1排隊系統(tǒng)仿真7.5.2庫存系統(tǒng)仿真7.5.3港口碼頭仿真現(xiàn)在是42頁\一共有61頁\編輯于星期一7.5.1排隊系統(tǒng)仿真1．排隊論的基本概念

排隊論（queuingtheory），或稱隨機服務(wù)系統(tǒng)理論，是通過對服務(wù)對象到達(dá)及服務(wù)時間的統(tǒng)計研究，得出這些數(shù)量指標(biāo)（等待時間、排隊長度、忙期長短等）的統(tǒng)計規(guī)律，根據(jù)這些規(guī)律來改進服務(wù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)或重新組織被服務(wù)對象，使得服務(wù)系統(tǒng)既能滿足服務(wù)對象的需要，又使費用最經(jīng)濟或某些指標(biāo)最優(yōu)。現(xiàn)在是43頁\一共有61頁\編輯于星期一7.5.1排隊系統(tǒng)仿真2．排隊系統(tǒng)模型的基本組成部分（1）輸入過程（2）排隊規(guī)則（3）服務(wù)機構(gòu)現(xiàn)在是44頁\一共有61頁\編輯于星期一7.5.1排隊系統(tǒng)仿真3．排隊系統(tǒng)仿真實例序號到達(dá)的顧客要求服務(wù)內(nèi)容服務(wù)機構(gòu)1不能運轉(zhuǎn)的機器修理修理工2修理技工領(lǐng)取修配零件發(fā)放修配零件的管理員3文件稿打字打字員4電話呼喚通話交換臺5提貨單提取存貨倉庫管理員6駛?cè)敫劭诘呢洿b（卸）貨裝（卸）貨碼頭（泊位）表7-1列出了排隊系統(tǒng)的實際應(yīng)用情形?，F(xiàn)在是45頁\一共有61頁\編輯于星期一7.5.1排隊系統(tǒng)仿真3．排隊系統(tǒng)仿真實例序號到達(dá)的顧客要求服務(wù)內(nèi)容服務(wù)機構(gòu)1不能運轉(zhuǎn)的機器修理修理工2修理技工領(lǐng)取修配零件發(fā)放修配零件的管理員3文件稿打字打字員4電話呼喚通話交換臺5提貨單提取存貨倉庫管理員6駛?cè)敫劭诘呢洿b（卸）貨裝（卸）貨碼頭（泊位）表7-1列出了排隊系統(tǒng)的實際應(yīng)用情形?，F(xiàn)在是46頁\一共有61頁\編輯于星期一7.5.2庫存系統(tǒng)仿真1．庫存的基本概念

庫存是指一切目前閑置的、用于未來的、有經(jīng)濟價值的資源，具體包括成品、原材料、在制品、在途品、生產(chǎn)前物料、備品備件等?，F(xiàn)在是47頁\一共有61頁\編輯于星期一7.5.2庫存系統(tǒng)仿真2．庫存系統(tǒng)的基本類型單周期庫存與多周期庫存獨立需求庫存與相關(guān)需求庫存確定型庫存與隨機型庫存現(xiàn)在是48頁\一共有61頁\編輯于星期一7.5.2庫存系統(tǒng)仿真3．庫存系統(tǒng)的仿真

1）確定管理目標(biāo)。2）按觀察得到的累積頻率確定需求量和訂貨前置期（即發(fā)出訂貨到貨物到達(dá)時間間隔）的密度函數(shù)。3）收集已知數(shù)據(jù)，如保管費、訂貨費以及損失費等；4）確定仿真鐘推進方法5）將不同方案作為仿真參數(shù)輸入系統(tǒng)，重復(fù)仿真運行過程，比較不同的輸出結(jié)果，提出決策建議。庫存系統(tǒng)的仿真過程大體分為以下幾個步驟：現(xiàn)在是49頁\一共有61頁\編輯于星期一7.5.3港口碼頭仿真1．港口物流與碼頭的規(guī)劃設(shè)計港口物流系統(tǒng)是指在一定的港口空間里，由所需輸送的貨物和有關(guān)港口起重設(shè)備、輸送工具、人員以及通信聯(lián)系等若干相互制約的動態(tài)要素構(gòu)成的具有特定功能的有機整體。港口碼頭是由船舶、堆場、貨物集疏運等子系統(tǒng)構(gòu)成的復(fù)雜系統(tǒng)。利用仿真工具對港口碼頭進行仿真研究，可以優(yōu)化資源配置，提高碼頭的作業(yè)效率，改善港口物流系統(tǒng)的功能和效率?，F(xiàn)在是50頁\一共有61頁\編輯于星期一7.5.3港口碼頭仿真2．港口堆場規(guī)劃仿真實例

某內(nèi)河港煤炭碼頭有兩個裝船泊位，每個泊位配備額定能力為2500噸/小時的裝船機一臺，兩條卸車線各配置額定能力為1000噸/小時的翻車機一臺，堆場堆存能力為14萬噸，堆場堆取料作業(yè)采用斗輪堆取料機，各裝卸機械之間通過皮帶輸送機相連接。該煤炭碼頭的年輸出能力為800萬噸，由于碼頭設(shè)施的堆存能力不足，導(dǎo)致壓車壓船，造成一定的經(jīng)濟損失。使用計算機仿真技術(shù)來確定合理的堆場規(guī)模?，F(xiàn)在是51頁\一共有61頁\編輯于星期一7.5.3港口碼頭仿真2．港口堆場規(guī)劃仿真實例⑴數(shù)據(jù)的收集與整理①列車到達(dá)時間間隔②駁船到港間隔時間③其它資料⑵仿真模型的建立與驗證⑶仿真結(jié)果分析步驟：現(xiàn)在是52頁\一共有61頁\編輯于星期一物流系統(tǒng)仿真CH77.1系統(tǒng)仿真概述7.2系統(tǒng)仿真的要素與類型7.3計算機仿真7.4物流系統(tǒng)仿真7.5物流系統(tǒng)仿真應(yīng)用7.6案例分析：配送中心仿真與分析現(xiàn)在是53頁\一共有61頁\編輯于星期一案例配送中心仿真與分析現(xiàn)在是54頁\一共有61頁\編輯于星期一7.5案例分析：配送中心仿真與分析

配送中心不同于傳統(tǒng)的倉儲設(shè)施，配送中心具有售貨中心、分貨中心的職能。為了更有效地、更高水平地送貨，配送中心往往還有比較強的流通加工能力。該案例中，配送中心從三個供應(yīng)商進貨，向三個生產(chǎn)商發(fā)貨。研究該配送中心的即時庫存成本和利潤，并試圖加以改善。現(xiàn)在是55頁\一共有61頁\編輯于星期一7.5案例分析：配送中心仿真與分析1.系統(tǒng)數(shù)據(jù)供貨商（三個）：當(dāng)三個供應(yīng)商各自供應(yīng)的產(chǎn)品在配送中心的庫存小于10件時開始生產(chǎn)，庫存大于20件時停止生產(chǎn)。供應(yīng)商一和供應(yīng)商二分別以4小時一件的效率向配送中心送產(chǎn)品，供應(yīng)商三提供一件產(chǎn)品的時間服從3—6小時均勻分布?，F(xiàn)在是56頁\一共有61頁\編輯于星期一7.5案例分析：配送中心仿真與分析1.系統(tǒng)數(shù)據(jù)配送中心發(fā)貨：當(dāng)三個生產(chǎn)商各自的庫存大于10件時停止發(fā)貨。當(dāng)生產(chǎn)商一的庫存量小于2時