物流系统仿真应用研究综述

麟物流 物i赢平台 系统仿真应用研究综述 戮朱英菊 刘红丽 华东理工大学商学院 [摘要】随着物流系统变得越来越复杂并且内部关联性越来越强，物流系统仿真成为近年来研究的一个热点问题。本 文综述了物流系统中的供应链仿真、生产物流系统仿真和物流配送系统仿真。 【关键词】仿真物流系统供应链 随着物流系统变得越来越复杂并且内部关联性越来越强，建 模与仿真的方法在物流系统的完善和决策中变得日益重要。仿真 是利用计算机来运行仿真模型，模拟时间系统的运行状态及其随 时间变化的过程．并通过对仿真运行过程的观察和统计，得到被 仿真系统的仿真输出参数和基本特性．以此来估计和推断实际系 统的真实参数和真实性能。计算机仿真的类型有离散事件(系统) 仿真、连续系统仿真，混合系统仿真，还有蒙特卡罗仿真(Monte CarloSimulation)等。 物流系统是复杂的离散事件系统．在系统设计与控制过程中 存在许多优化问题．用系统仿真为解决复杂物流系统的问题提供 了有效的手段，它不仅可提供用于决策的定量信息而且可以提高 决策者对物流系统工作原理的理解水平．仿真技术为复杂物流系 统设计提供了技术性和经济性的最佳结合点和直观有效的分析方 法。 因此．物流系统仿真成为近年来国内外学术界研究的一个热 点问题。本文对物流系统中的供应链仿真、生产物流系统仿真和 物流配送系统仿真进行综述。 一、供应链仿真 供应链管理是一种为适应市场全球化和客户需求多样化而产 生的一种管理技术．它能够有效地协调和控制供应链上物料流． 信息流、价值流．保持灵活和稳定的供需关系，使整个供应链上 企业效益最大化。由于供应链这类复杂系统中存在着很多不确定 性和随机性因素．而数学方法由于求解条件的限制．建立的数学 模型有时存在着求解困难甚至不可解的结果。在此情况下，以数 学模型为基础、以求数值解或特解为特征的仿真建模方法显示出 了极强的技术优势。近年来，伴随着许多成熟的仿真软件的引入 和使用．各种仿真建模方法解决供应链问题的适用性也得到了大 幅度提高。 近年来．很多学者进行了物流与供应链管理的仿真与建模方 面臼勺研究。高翔，林杰，张炜等仿真的供应链强调上游及下游企 业问的信息共享与相互协作．并根据供应链中不同的信息做出相 应的决策。它将整个供应链分为三层结构．即供应市、制造商和 销售商．此外还有运输商负责不同层面之间的联系，并通过建模 仿真对系统进行优化，提高系统的整体适应能力。 朱卫峰，费奇针对复杂物流系统仿真及其现状进行了研究， 给出了复杂物流系统的网络图结构．提出了复杂物流系；笆仿真 CLSim的总体结构，同时指出了复杂物流系统仿真研究的三个 67 问题：复杂物流系统中的不确定性建模、复杂物流系统仿真模 型设计与实现及复杂物流系统控制；并将复杂物流系统仿真设 计的思想应用于敏捷后勤仿真系统．提出了基于时间步进的事 件调度仿真策略，用实体流程图法设计了敏捷后勤系统的仿真 模型。 随着电子商务的逐步普及，面向制造企业的传统供应链的结 构发生了变化，程曙等运用优化方法理论从供应链的系统性和整 体性视角出发．对此种供应链的结构进行详细的建模和仿真研 究．寻找具体的决策优化方法，并探讨了其中的目标函数、约束 条件等关键性问题。 彭建刚在分析供应链管理的基础上，提出”一流二网三关系” 的供应链建模思想”一流”指订单信息流：”二网”指物流网和 资源网．“三关系“指客户关系、动态关系和集成关系。同时对 供应链建模的混合整数规划和统一优化方法论作了阐述．为供应 链的建模提供了较为实用的方法。 彭晨等应用供应链思想对煤炭供应链进行研究，应用Petri网 对供应链物流及供应流运行过程进行建模，然后运用子过程分析 煤炭供应链存在的问题，最后结合煤炭供应链过程模型运用VB方 法完成供应链决策过程的可视化仿真．找出煤炭供应链运营瓶 颈。 在二级供应链研究方面．郭士正研究了服务销售系统的二级 供应链模型，是关于设施选址和市场顾客配置的混合整数规划问 题，在实例应用中．对奶制品零售分销的供应链问题进行了计算 机仿真计算。 二．生产物流系统仿真 生产物流是指从企业的原材料采购，车间生产．半成品与成 品的周转直至成品发送的全过程中的物流活动。生产物流系统是 一个复杂的综合性系统．如何提高其效率和效益是至关重要的， 系统仿真作为一项用于系统分析和研究的十分有效的技术．已经 被广泛用来对生产物流系统进行规划设计，运输调度和物料控制 等。 A．Sawhney(1999)将Petri网技术用于邮件处理中心．对整个 处理中心的工作流程进行了分析与优化，提高了邮件处理的效 率。 张颖利等对某微型汽车厂总装车间的生产物流系统进行分析 研究，在此基础上对其建模和仿真，在仿真过程中可以看到主要 部件在装配线中所处的位置．能够判断装配各种零件所需要的时 万方数据 物i赢平白 问．方便车间管理人员根据生产需求对生产线进行及时的调整。 詹跃东基于Petri网建模理论，对烟草行业的卷接包车间的 AGVS进行了分析，并对该系统构造了Petri网模型。 何腊梅等则以某炼钢厂全连铸改造后的生产调度问题为应用 背景，研究了此炼钢生产物流系统的仿真建模与仿真运行问题。 在此系统现有流程生产物流的输入条件下。分别对设备在正常生 产以及正常检修两种不同条件下进行了仿真试验，得出系统正常 运行所需的临界条件。 嵇振平等使用分层有色Petri网(HCPN)和事件操作表(EOL)的 方法来减少复杂制造系统建模的复杂性．为物流仿真软件体系结 构的模块化及层次化设计建立了良好的基础，并将HCPN应用于 宝钢炼钢连铸生产物流仿真系统的建模中。 三、物流配送系统仿真 在现代物流系统中，配送中心是集物流、信息流和资金流为 一体的流通型节点，是现代物流系统中的重要组成部分。对物流 配送中心，特别是配送中心各个子系统的研究也越来越多。 在配送中心的多个子系统中．分拣系统是较为复杂的．同时 又是其核心部分。邵明习等对物流分拣系统进行建模。主要对系 统中的设备的选择进行研究讨论．着重描述了分拣设备的动态运 行过程．以及速度的选择对分拣效率的影响。 沙洪洲等则是以配送中心的仓储系统为研究对象．建立了其 数学模型并研制了计算机仿真软件。在软件平台上．只要给出库 存初始参数和出库随机分布就可以清楚地看到库存量的动态变化 过程，并预测达到库满或库空所需的时问。 在输送系统研究方面，孙娟等对物流输送系统进行三维动画 仿真，在仿真程序中通过对设备参数设定，可以模拟出在这组参 数下整个运输系统的繁忙状况及各设备的工作效率，从而对系统 的输送能力做出评估。 在物流活动中，科学合理的货物配送路径选择是物流中心在 最佳时间选择最佳路径为客户提供最佳服务的有效保证。王英凯 等【17]对货物配送最佳路径进行研究．为其建立了一个基于遗传 算法的数学模型。并对该模型进行了较为深入的数学处理，给出 了智能化配送的路径量化方法。 张汉江等对配送中心的自动化立体仓库可视化问题进行了 探讨，采用基于虚拟现实的仿真辅助设计方法，建立了辅助自 动化立体仓库设计的可视化仿真的模型。重点论述了辅助自动 化立体仓库设计的可视化仿真的设计过程．并以某公司自动化 立体仓库设计 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 为例，使用该仿真辅助设计软件对方案进行 优化调整。 四．结束语 系统仿真作为解决复杂物流系统问题的有效手段．已经广 泛应用于生产物流系统．供应链及物流配送系统等研究领域。 但是由于实际供应链的复杂性．目前的供应链仿真只停留在 理论研究阶段．未能有效地应用于实际的供应链管理中。对 · 真实的复杂物流系统的仿真和总体优化是未来研究的方向和 重点。 68 参考文献： ⋯KochelP．SolvingLogisticsProblemsthroughSimulationandEvolution 【c]／／inthe7thinternationalsymposiumonoperationalresearchin Slovenia Podetrtek．SIovenia．200；3 【2】金淳 刘昕露：供应链协调的仿真建模方法研究综述【J】． 计算机应用研究，2006，25(4>1～5 【3】朱卫峰费奇：复杂物流系统仿真及其研究现状【J】．系统 仿真学报，2002，15(5l；555～556 【41朱卫峰 费 奇：敏捷后勤仿真系统设计与实现【J1．计算 机仿真，2005，20(6)：4～7． 【5】程曙张浩陆剑峰：制造企业双渠道市场的供应链建 模和仿真[J】．计算机集成制造系统，2004，1o(5l519～522 【6】彭建刚：供应链建模分析[J】．现代管理科学，2004，10：75～ 76 一 【7】彭 晨岳东：基于Petri再J的流程供应链过程建模分析【J】． 计算机 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 与应用，2003，j8(3>199～20] 【8】郭士正卢 震：二级供应链建模及仿真研究[J】。集美大学 学报：自然科学版，2004，90t346～349 【9]SawhneyA，Abudayyeh0．ModelingandAnalysisofaMailProcessing PlantUsingPesriNets【J】．Advancesin EngineeringSoftware(S0965— 9978)。1999，50(8l543～549 【1o】张颖利 邵明刁：企业生产物流系统的建模与仿真[J】．物 流技术．2005(12)62—65 [11】詹跃东骆瑛：基于Petri网的物流自动化系统建模与仿 真研究【J】．系统仿真学报，2001，13(4)501～504 【12】何腊梅郑忠高小强等：攀铜炼钢生产物流仿真分析 【J】．重庆大学学报，2004，2z(5)：57～61 【15】嵇振平 陈文明 于 戈：分层有色PetriNet(HCPN)及其在 宝钢炼钢连铸生产物流系统仿真建模中的应用[J】．冶金自动化， 2002，27(2X6～9 [14】邵明习王春峰张沂泉：基于AutoMod的物流分拣系统的 建模与仿真【J】．物流科技，2006，29(2l50～5j 【15】沙洪洲 郭栗敢：-5尔可夫链用于仓储建模与仿真【J】．计 算机仿真，2005，22(4)：61～65 [16】孙娟尹军琪宁建国：动画技术在物流仿真系统中的 应用[J】．起重运输机械，2003(铋48—50 【17】王英凯安晓东：基于遗传算法的物流建模与仿真分析【J】． 中北大学学报，2005，26>421～425 [18】张汉江肖 伟 罗端红等：辅助自动化立体仓库设计的 可视化物流仿真[J】．系统工程，2006，24(3)15～19 万方数据