上海物流仓储模型

物流系统仿真的**技术


物流系统的仿真是典型的离散事件系统仿真，其**是时钟推进和事件调度的机制。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。这种引起状态变化的行为称为"事件"，因而这类系统是由事件驱动的;而且，"事件"往往发生在随机时间点上，亦称为随机事件，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。
物流仿真与建模软件
物流仿真与建模软件
1、仿真时钟


仿真时钟用于表示仿真时间的变化。在离散事件系统仿真中，由于系统状态变化是不连续的，在相邻两个事件发生之前，系统状态不发生变化，因而仿真钟可以跨越这些"不活动"周期。从一个事件发生时刻，推进到下一个事件发生时刻。由于仿真实质上是对系统状态在一定时间序列的动态描述。因此，仿真钟一般是仿真的主要自变量。仿真钟推进方法有三大类:事件调度法、固定增量推进法和主导时钟推进法。


应指出，仿真时钟所显示的是系统仿真所花费的时间，而不是计算机运行仿真模型的时间。因此，仿真时间与真实时间成比例关系。象物流系统这样复杂的机电系统，仿真时间可比真实时间短的多。真实系统实际运行若干天，若干月，用计算机仿真也只需要几分钟。

随机数和随机变量的产生


物流系统中工件的到达、运输车辆的到达和运输时间等一般都是随机的。对于有随机因素影响的系统进行仿真时，首先要建立随机变量模型。即确定系统的随机变量并确定这些随机变量的分布类型和参数。对于分布类型是已知的或者是可以根据经验确定的随机变量，只要确定它们的参数就可以了。


建立了随机变量模型后还必需能够在计算机中产生一系列不同分布的随机变量的抽样值来模拟系统中的各种随机现象。随机变量的抽样值产生的实际做法通常是，首先产生一个[0，1]区间的、连续的、均匀分布的随机数，然后通过某种变换和运算产生其所需要的随机变量。


得到[0，1]区间均匀分布的、有良好的独立性、周期长的随机数后，下面的问题是如何产生与实际系统相应的随机变量。产生随机变量的前提是根据实际系统随机变量的观测值确定随机变量的分布及其参数。


反变换法是常用的方法，反变换法以概率积分反变换法则为基础，设随机变量X的分布函数为F(X);UI是[0，1]区间均匀分布的随机数，利用反分布函数X=F-1(μ)就可以得到所需要的随机变量X。

物流系统仿真的方法


物流系统大多是离散的、复杂的大系统，包含多约束、多因素的影响，难以达到优状态，传统的运筹学方法无法对建立的模型进行有效求解，而仿真技术在解决这些问题时有其*到的优势和特点，因此许多*学者对物流系统仿真领域进行了大量的研究，以求使物流系统的**潜力得到大的发挥，提高企业的效率和利润。

仿真技术在改善企业管理方面有着广泛的应用，注要体现如下四个方面。


1.生产物流系统重构


在实际生产过程中，产品生产的90%的时间都用于储存、装卸、搬运等流转过程中。这些物流活动严重牵制了整个生产过程。因此，生产物流系统的重构是企业生产系统重构的关键。


要实现生产物流的重构，主要是寻找对物流资源进行科学控制和调度的方法。对物流的控制问题，常见的数学方法有两种:一是数学规划，但对于物流系统这样庞大、复杂且随机性强的系统建立一个完备的数学模型几乎是不可能的;另一种是把工作的流动认为是无计划的其决策则完全根据系统当时的状态并利用启发式调度规则来确定，但缺乏理论基础。我们可以考虑将物流控制系统独立起来并将计划调度作用于控制系统，即在计划调度层就保证其终解的理论性，并利用仿真的手段来验证调度方案。在这一思想的指导下，有关学者提出了一种基于时间的任务队列方法而建立的面向可重构生产物流系统仿真平台，在物流资源重构和调度策略的基础上分析各种物流方案的性能，为生产物流重构提供了有效的决途径。


2.车间物流改造


一般制造企业车间仿真都可以归类于离散事件仿真。浒的做法是采用Petri网或面向对象方法对车间物流进行系统建模，利用三维可视化仿真软件完成从系统建模到仿真模型的构建，通过运行仿真模型并观察其效果，直观地从仿真画面或是仿真后得到的数据图表等形式发现车间物流系统中存在的问题，然后分析问题的原因进而对车间物流系统进行改进。


3.确定瓶颈资源


依据TOC理念(约束理论)，企业的产出是由它的瓶颈资源决定的。在"按订单"生产方式下，准确且尽早地确定瓶颈资源能大大地缩短生产周期，在时间方面较好地满足订单的要求。通过建模，仿真能充分考虑和体现生产系统的复杂性和随机性，在生产之前较为准确地确定瓶颈工序，从而指导生产，使企业在保证较短的生产提前期的同时，大大节省人力和物力。


4.库存管理


传统的库存管理往往是依靠预测来安排生产。由于预测和实际存在差距，往往造成不同程度的损失，如库存不足或过剩、仓库空间紧缺、设备**负荷工作等。使用仿真技术可以确定企业何时需要再订货，订多少货;仓库的选址、布局和容量大小;各种运输、装卸设备的数量及分配规则;货物的配送方案等。可以先建立企业库存系统的模型，在此基础上对各种库存管理模型进行仿真，对仿真结果进行分析评价，从而确定优策略。使用模拟仿真技术不仅可以动态地模拟入库、出库、库存及各种设施、资源的使用情况，避免资金、人力和时间的浪费，较重要的是，它可以为库存管理提供有效的科学的依据，使企业根据需要准确地掌握入库、出库的时机和数量，合理地规划和安排仓库及各类设施、资源，实现库存成本的小化。

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