平价蔬菜自选超市Witness建模与仿真

平价蔬菜自选市场Witness建模、仿真与优化梁标0805060107 彭磊0805060108刘文博0805060115 李兴宝0805060116曹创宾0805060117 闫旭东0805060118平价蔬菜自选市场Witness建模、仿真与优化（一）市场调查现状及总体描述根据对附近几个经营相对成熟的蔬菜市场进行观测，对其中比较典型的一个超市进行了统计分析，由于时间及各方面的限制，只是进行了初步的了解，具体情况如下：这是一个小型蔬菜自选市场，顾客到达的时间间隔服从负指数分布，平均50s来一个顾客，自选市场为顾客准备了一批购物篮子。

顾客到达市场时，如果发现有空篮子，就取一个篮子进去；否则离去。

顾客选购商品的数量是随机数。

经过一段时间观察，有20%的顾客买3种蔬菜，30%的顾客买6种蔬菜，40%的顾客买9种蔬菜，10%的顾客买15种蔬菜。

顾客购货时间的长短取决于自选市场内的顾客人数，选购完毕，顾客到4个柜台中的一个柜台前结账。

结账时，每件商品需15s，装袋需20s，结帐完毕放回购物篮子，然后离去。

蔬菜由供应商供给到收货中心，当收货中心内的数量小于100的时候从供应商处进货，然后由收货中心通过收货部供给蔬菜超市，超市的订单直接由收货部下达到收货中心。

（二）（三）witness元素定义（四）witness各个元素细节的设计1、对Part元素Customer的细节设计Type: ActiveInput to Model. Inter Arrival: NEGEXP (50)Input to Model(To…) ：IF NPARTS (basketno) - NPARTS (customerno) > 0PUSH to customernoELSEPUSH to LeaveENDIF2、对Buffer元素Leave的详细设计Capacity=10003、对Buffer元素customerno的详细设计Capacity=10004、对Buffer元素basketno的详细设计Capacity=10005、对Machine元素getBasket的详细设计Type: AssemblyInput .From…: SEQUENCE /Wait customerno #(1),basketno#(1) Cycle Time = 80.0Action on Finish: !change all to customerOutput .TO…: PUSH to Market6、对Buffer元素Market的详细设计Capacity=1000Option: MaxMaximum Time: 600 + NPARTS (ELEMENT) * 2EXIT RULE FOR BUFFER Market: PUSH to CwaitActions on Output: z = UNIFORM (0,1)IF z < 0.2goodno = 3ELSEIF z < 0.5goodno = 6ELSEIF z < 0.9goodno = 9ELSEgoodno =15ENDIF7、对Buffer元素Cwait的详细设计Capacity=10008、对Machine元素Cout的详细设计Quantity: 4Type: ProductionPriority: LowestInput .From…: PULL from CwaitCycle Time = 15* goodno + 20Output Production:1Part Type: BasketOutput .TO…: PUSH Customer to SHIP，Basket to basketno 9、对Part元素Basket的细节设计Type: ActiveInput to Model. Inter Arrival: 1.0Input to Model(To…) ： PUSH to basketnoMaximum:3010、对Attribute元素Goodno的细节设计Type: GroupInteger:111、对Variable元素z的细节设计Quantity: 112、对Machine元素goodin的细节设计Priority: LowestType: Single Action on Finish: V2 = V2 + NPARTS(getbasket)*12 Input .From…: PULL from Co nvey1 at FrontCycle Time = 10Output. TO…: PUSH to Market13、对Machine元素Factory1的细节设计Priority: LowestType: SingleInput. From…: IF NPARTS (Shouhuozhongxin) < 100PULL from P1 out of WORLDELSEWaitENDIFCycle Time = 5Action on Finish: V1 = V1 + 10Output. TO…: PUSH to Shouhuozhongx in Using Path14、对Conveyor元素Convey1的细节设计Priority: LowestType: QueuingLength in Parts: 20Maximum Capacity: Same as lengthInput. From…: IF NPARTS (Co nvey1) < 2PULL from ShouhuozhongxinELSEWaitENDIFIndex Time: 0.05Output. TO…: Wait15、对Buffer元素Shouhuozhongxin的细节设计Capacity=100016、对Part元素P1的细节设计Type: PassiveInput to Model. Action on Create…ICON = 19 17、对V1元素Variable的细节设计Quantity:118、对V2元素Variable的细节设计Quantity:119、对Path元素Path的细节设计Path Traverse: 10.0Path Update: 0.1Source Element: Factory1Destination: Shouhuozhongxin（五）系统仿真模型运行效果如图(六) 数据分析该系统包括两个流程：一是顾客到超市购物的流程。

即顾客到达超市，排队领取购物篮，成功领取的顾客进入超市购物，没有领到的顾客离开超市。

顾客购物后，携带所购商品和购物篮一起去银台排队结账，结帐后顾客离开超市，购物篮被超市回收循环使用。

其中顾客到达的时间间隔服从负指数分布，平均50s 来一个顾客。

同时，自选商场为顾客准备了一批篮子。

顾客到达商场时，如果有空篮子，就取一个篮子进去；否则离去。

二是超市进货流程。

即供货商携带商品到超市的收货中心，中心将即时使用的商品通过输送链运输到超市内部的收货部，非即时使用的商品就储存在收货中心的仓库中备用。

仿真的目的是要使篮子的领用情况达到最优化并使顾客在的等候结账的拥挤程度（即排队等待时间）最小化，同时降低收货中心的成本。

本系统进入超市的人数是由超市提供的篮子数决定的，下面比较系统在篮子数分别为80和40时的运行效果：当basket=80时由Cwait表可见，超市中Total Out=57，因此篮子的利用率较低，篮子不能充分被利用,超市的运营效率不高。

由Cout表可显示出结账处银台的利用效率Busy为18.76%、18.760%、18.76%和18.76%，效率并不高由getbasket表可见，顾客取得篮子的效率表现为篮子的利用率忙时为Busy=1.60%，空闲为=98.40%当篮子数=40时Cout结果显示收银台的利用效率Busy为79.51%、80.72%、79.69%和78.02%，相对来讲比较高。

GetBasket元素结果显示在蔬菜篮子数为40时：系统进入的顾客对篮子的利用率相对较高，即基本能实现篮子全部被利用，很少出现篮子空闲的状态，在该情况下该市场的效率就相对较高。

（七）问题分析及剖析问题1：当供应商携带商品到收货中心时，超市的库存增加。

虽然超市的收货部只将当时需要的商品提取到超市中，但是当货物量较大时，运输设备供应出现短缺，不能一次运走，需分批次运输，这就导致了货物的积压，造成了超市收货的瓶颈，且多次反复运输，还提高了运输成本。

与此同时，积压在收货中心，准备待运的货物和仓库的储备库存都大大增加了超市的库存成本，使超市收货系统偏离最优化状态。

解决这一问题的当务之急就是要处于供应链上下游的供应商和超市达成信息共享，增强供需双方信任。

最重要的还是超市要对自己的库存完善管理，对供货商的供货采取限制，减少短期利益最大化行为或者采取联合库存管理模式，和其他订货者一起分担风险、成本，达成风险、成本和效益的平衡，使超市的效益达到长远的最优化。

问题2：顾客购物后到银台结账的概率是服从随机分布的特点。

即四个银台不能同时拥有相同的结账人数，这就出现了有的银台空闲无人，而有的银台人满为患的瓶颈。

解决方法：解决这个问题可以从顾客结账的函数设置入手，可以把随机函数设置为服从泊松分布的函数或其他类别的函数，从而使结账顾客安排到哪个银台遵循一定的规律，这样就可以避免由于分配不均导致的结账瓶颈，减少银台堵塞的状况。

问题3：蔬菜自由市场的目的是为了满足顾客购物的需求，因此，系统的最优情况就是能让所有的顾客都能进入超市购物。

但由于超市对购物篮的供应有限，且篮子的循环使用周期不能确定，从而导致不能随时满足让所有的顾客每人得到一个篮子。

也就是说，当有剩余篮子时没有顾客光临，而当顾客积压时篮子又不能及时供应上，不能送到顾客手中的矛盾。

解决方法：在此排队处，系统的瓶颈体现在顾客与篮子不协调的关系中。

改善的方法主要有两个。

一个是加大购物篮的供应量，在此，超市需投入更多的资金在储备篮子上。

另一个方法就是缩短购物篮的使用周期，使循环速度加快。

这就要求超市在加强管理上多下功夫，尽量减少篮子闲置的情况，并提高由银台到供应篮处的运送速度，从而使顾客与篮子能基本达到1：1的状态，从最大程度上满足顾客的购物需要。

当供应商携带商品到收货中心时，超市的库存增加。

虽然超市的收货部只将当时需要的商品提取到超市中，但是当货物量较大时，运输设备供应出现短缺，不能一次运走，需分批次运输，这就导致了货物的积压，造成了超市收货的瓶颈，且多次反复运输，还提高了运输成本。

与此同时，积压在收货中心，准备待运的货物和仓库的储备库存都大大增加了超市的库存成本，使超市收货系统偏离最优化状态。