物流系统建模与仿真课件
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物流系统模拟和仿真课件-第二章-PPT课件
运 输
存 储
装 卸 搬 运
包 装
配 送
流 通 加 工
现 金 支 付
支 票 支 付
转 账 支 付
信 息 收 集
信 息 存 储
信 息 传 输
商贸活动的内容
资金流是在所有权更迭的交易过程中发生的，可以认为 从属于商流；信息流则分别从属于商流和物流，属于物流 的部分称为物流信息，所以商贸实际上是由商流和物流组 成的。 商流和物流分别解决两方面问题：一个是产成品从生产 者所有转变为用户所有，解决所有权的更迭问题；一个是 要解决对象物从生产地转移到使用地以实现其使用价值， 也越是实现物的流转过程。 物流是整个商务的最重要组成部分，是信息流和资金流 的基础与载体。
第二章动是一个极为庞大、极为复杂的系统， 商品的交换和在商业贸易活动中伴随的商流、物流、资金 流和信息流是整个社会再生产过程的必要组成部分。 随着经济水平的提高，人类的物质生活需要多样化， 生产方式趋向多品种、小批量的形态，生产规模大型化， 分工专业化，商品的经济圈越来越大，走向国际化。为了 适应时代的需要，流通领域现代化已是必然的趋势。
商贸活动的内容——物流
物流系统中的“物”不改变其性质、尺寸、形状。也就是 说物流活动和加工活动不同，不创造“物”的形质效用，但 是它克服了供给方和需求方在空间维和时间维方面的距离， 创造了空间价值和时间价值，在社会经济活动中起着不可缺 少的作用。 例如山西省的煤，有经过采掘、输送到北京等地才能用来 作为发电、取暖的燃料，成为重要的物资。它的使用价值是 通过运输克服了空间距离才得以实现的，这就是物流的空间 效应。
判断预测方法
判断预测方法是一类简单易行且实用的方法。据统计，美 国七十年代中期这类方法的应用约占全部预测方法的四分之 一以上。常用的判断预测方法有下列几种： 1．部门负责人评判意见法 2．销售人员估计法 3．德尔菲法(Delphi) 4．历史类比法
物流系统仿真 第一章PPT课件
1.每个顾客的到达时间间隔 A1,A2,A3,…（一般是随机数） 2.每个顾客的服务时间 S1,S2,S3,…（一般是随机数） 3.模拟的顾客数 (模拟长度) 4.模拟的初始条件
Ai,Si 怎么能知道呢?-- 需要进行输入数据的分析
*
ZBJV1.0
12
1.2 离散系统模拟的基本方法
计算机模拟的基本过程：
A
系统分析 初建模型
实验性模拟
N 模型合 适否? Y
输入数据 收集分析
实验设计 模拟
建立或修 改模型
输出数据 分析
编制程序
*
A
建立文档
ZBJV1.0
13
1.3 模拟语言简介
1. 模拟可使用各种计算机高级语言 2. 专用模拟语言的优点:
1.通用性好. 提供常用的功能模块 2.模块设计原则与模拟过程相仿 3.具有动态存储分配功能, 速度快 4.有标准输出 5.面向过程,简单明了
5)实体: 系统中与研究目的有关的人, 物, 设备等系统 的组成因素。分流动（活动）实体和永久实 体。
1.理发师状态 2.排队长度 3.各顾客到达时间 4.各顾客服务时间 5.模拟钟时间
6)模拟钟: 模拟模型中表示时间的变量。
*
ZBJV1.0
9
1.2 离散系统模拟的基本方法
例:单窗口排队系统 (M/M/1)
8
1.1 概述
3.模拟模型中常见的术语
1)系统变量: 描述系统特征的各种指标或性能, 常随 时间变化。
2)参数: 表征各种系统变量的值。
例：理发店系统模型
3)系统的状态: 某个指定时刻, 所有系统变量的集合。
的系统变量为：
4)事件: 导致系统状态发生变化的过程。不引起系统 状态变化的过程不称为事件。
Ai,Si 怎么能知道呢?-- 需要进行输入数据的分析
*
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1.2 离散系统模拟的基本方法
计算机模拟的基本过程：
A
系统分析 初建模型
实验性模拟
N 模型合 适否? Y
输入数据 收集分析
实验设计 模拟
建立或修 改模型
输出数据 分析
编制程序
*
A
建立文档
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1.3 模拟语言简介
1. 模拟可使用各种计算机高级语言 2. 专用模拟语言的优点:
1.通用性好. 提供常用的功能模块 2.模块设计原则与模拟过程相仿 3.具有动态存储分配功能, 速度快 4.有标准输出 5.面向过程,简单明了
5)实体: 系统中与研究目的有关的人, 物, 设备等系统 的组成因素。分流动（活动）实体和永久实 体。
1.理发师状态 2.排队长度 3.各顾客到达时间 4.各顾客服务时间 5.模拟钟时间
6)模拟钟: 模拟模型中表示时间的变量。
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1.2 离散系统模拟的基本方法
例:单窗口排队系统 (M/M/1)
8
1.1 概述
3.模拟模型中常见的术语
1)系统变量: 描述系统特征的各种指标或性能, 常随 时间变化。
2)参数: 表征各种系统变量的值。
例：理发店系统模型
3)系统的状态: 某个指定时刻, 所有系统变量的集合。
的系统变量为：
4)事件: 导致系统状态发生变化的过程。不引起系统 状态变化的过程不称为事件。
[管理学]物流系统建模与仿真ppt
![[管理学]物流系统建模与仿真ppt](https://img.taocdn.com/s3/m/509377b55ff7ba0d4a7302768e9951e79b89690b.png)
（3）详细定义 本步骤要分别定义每 个元素detail对话框中的参数。 （4）机器的详细定义 本模型中对机器 主要定义它们的机器类型、加工周期、 进入规则和送出规则。 （5）仿真运行 运行一周（5天*8小时* 60分钟=2400分钟） （6）仿真分析
一、垃圾回收物流系统介绍 二、系统框架 三、数据信息 四、仿真系统逻辑结构 五、WITNESS仿真模型的建立 六、仿真运行与结果分析 七、系统优化
2．规则
（1）定义系统元素 （2）显示系统元素 （3）详细定义 （4）运行 （5）报告 （6）归档 （7）优化
3．WITNESS建模与仿真的步骤
4．WITNESS建模与仿真过程应用举例
在实例模型中，小部件（widget）要经过称重、冲洗、加工和检测等操作。执行完每一步操作后小部件通过充当运输工具和缓存器的传送带（conveyer）传送至下一个操作单元。小部件在经过最后一道工序“检测”以后，脱离本模型系统。仿真一周，试求该系统的产出量和各设备的利用率。
二、物流系统建模与仿真软件
软件选择中需要考虑如下问题： 1．一般性问题 2．输入方面 3．处理过程的考虑 4．系统环境方面 5．成本方面 6．基本要求
三、复杂系统仿真软件选择的原则
1．WITNESS系统的建模元素 2．规则 3．WITNESS建模与仿真的步骤 4．WITNESS建模与仿真过程应用举例
垃圾回收系统最优方案数据表
0
0
0
本模型系统的流程视图如图：
widget
weigh
C1
wash
C2
produce
C3
inspect
ship
图8-5 加工系统模型流程图
该模型的建立步骤：
（1）定义元素
物流系统建模仿真课件
Байду номын сангаас
内部因素： 内部因素：
与企业的发展战略相适应
企业选址的实例
DELL 公司在爱尔兰建立新计算机工厂 DELL 公司在田纳西州的工厂选址
三、选址模型的分类
•根据设施的维度： 根据设施的维度： 根据设施的维度
体选址、面选址、线选址、 体选址、面选址、线选址、点选址
根据选址问题目标区域的特点： 根据选址问题目标区域的特点：
从而得到： 从而得到：
wi yi ∑d i=1 ys = n is wi ∑d i=1 is
n
五、选址模型
2、离散点选址模型 覆盖模型： 覆盖模型： 集合覆盖模型： 集合覆盖模型：
用最小数量的设施去覆盖所有的需求点。 用最小数量的设施去覆盖所有的需求点。
最大覆盖模型
在给定数量的设施下，覆盖尽可能多的需求点。 在给定数量的设施下，覆盖尽可能多的需求点。
自制和外购的决策
自制和外购决策流程 工具：零件明细表、BOM表 工具：零件明细表、BOM表
三、工艺流程信息
2、工艺选择
工艺选择的主要原则： 工艺选择的主要原则：质量方面 工艺方法的成熟度 工艺规模的考虑 环境因素 工艺要有柔性 工艺的分类： 工艺的分类： 标准工艺 典型工艺 生成工艺 工艺选择流程
dij = (xi − x j ) + ( yi − y j )
2
2
折线距离（城市距离） 折线距离（城市距离）
dij =| xi − x j | + | yi − y j |
五、选址模型
•1、连续点选址模型 1 交叉中值模型： 交叉中值模型： 目标函数： 目标函数：
m z = ∑wi | xi − xs | +∑wi | yi − ys | in
内部因素： 内部因素：
与企业的发展战略相适应
企业选址的实例
DELL 公司在爱尔兰建立新计算机工厂 DELL 公司在田纳西州的工厂选址
三、选址模型的分类
•根据设施的维度： 根据设施的维度： 根据设施的维度
体选址、面选址、线选址、 体选址、面选址、线选址、点选址
根据选址问题目标区域的特点： 根据选址问题目标区域的特点：
从而得到： 从而得到：
wi yi ∑d i=1 ys = n is wi ∑d i=1 is
n
五、选址模型
2、离散点选址模型 覆盖模型： 覆盖模型： 集合覆盖模型： 集合覆盖模型：
用最小数量的设施去覆盖所有的需求点。 用最小数量的设施去覆盖所有的需求点。
最大覆盖模型
在给定数量的设施下，覆盖尽可能多的需求点。 在给定数量的设施下，覆盖尽可能多的需求点。
自制和外购的决策
自制和外购决策流程 工具：零件明细表、BOM表 工具：零件明细表、BOM表
三、工艺流程信息
2、工艺选择
工艺选择的主要原则： 工艺选择的主要原则：质量方面 工艺方法的成熟度 工艺规模的考虑 环境因素 工艺要有柔性 工艺的分类： 工艺的分类： 标准工艺 典型工艺 生成工艺 工艺选择流程
dij = (xi − x j ) + ( yi − y j )
2
2
折线距离（城市距离） 折线距离（城市距离）
dij =| xi − x j | + | yi − y j |
五、选址模型
•1、连续点选址模型 1 交叉中值模型： 交叉中值模型： 目标函数： 目标函数：
m z = ∑wi | xi − xs | +∑wi | yi − ys | in
《物流系统模拟与仿真》课件
离散事件系统仿真
建立描述系统的非形式模型，如逻辑的、概率的模 型；
采用专门的数值方法“执行”(Run)仿真模型，而非 求解(Solve)方程；
由数据驱动(Data Driven)
四、系统仿真的发展与应用
年代
发展的主要特点
1600-1940
物理科学基础上的建模
20世纪40年代
电子计算机出现，冯·诺依曼正式提出了系统仿真的概念，
Simulation？
研究的两类手段
直接在实际系统上研究 建立模型，在模型上研究
两类研究
静态研究 动态研究
自古以来的仿真应用
中外古代战争对仿真基本原理的应用，这种 远时代的作战模拟后来以各种棋类（比如 中国象棋、围棋）流传了下来。
建筑中用木模研究建筑物的结构与承载性能 军事沙盘——古代沙盘和现代的沙盘仿真模
统的特征、性能、规律等
对其它研究方法得到的研究
对于存在但由于各种因素难 结果进行验证
以在实际系统上进行实验的 系统
其它
作为沟通工具；
培训；……
仿真的优势
对复杂性问题的优势 对随机性问题的优势 安全性优势 成本优势
可视化优势 重复性优势 时间优势 风险优势 ……
仿真的劣势或局限性？？…
二、相关基本概念
目前，系统仿真多数是在计算机上进行的。 系统仿真可定义为：建立研究对象的计算机模型，在模型上
进行数字试验，把数字试验得出的结论应用于真实系统的 设计、评价和优化等。
Байду номын сангаас
M&S的基本原理
系统仿真三要素
对象系统 系统模型 计算机（软硬件）
三个基本活动：
系统建模 仿真建模 仿真实验
对象 系统
建立描述系统的非形式模型，如逻辑的、概率的模 型；
采用专门的数值方法“执行”(Run)仿真模型，而非 求解(Solve)方程；
由数据驱动(Data Driven)
四、系统仿真的发展与应用
年代
发展的主要特点
1600-1940
物理科学基础上的建模
20世纪40年代
电子计算机出现，冯·诺依曼正式提出了系统仿真的概念，
Simulation？
研究的两类手段
直接在实际系统上研究 建立模型，在模型上研究
两类研究
静态研究 动态研究
自古以来的仿真应用
中外古代战争对仿真基本原理的应用，这种 远时代的作战模拟后来以各种棋类（比如 中国象棋、围棋）流传了下来。
建筑中用木模研究建筑物的结构与承载性能 军事沙盘——古代沙盘和现代的沙盘仿真模
统的特征、性能、规律等
对其它研究方法得到的研究
对于存在但由于各种因素难 结果进行验证
以在实际系统上进行实验的 系统
其它
作为沟通工具；
培训；……
仿真的优势
对复杂性问题的优势 对随机性问题的优势 安全性优势 成本优势
可视化优势 重复性优势 时间优势 风险优势 ……
仿真的劣势或局限性？？…
二、相关基本概念
目前，系统仿真多数是在计算机上进行的。 系统仿真可定义为：建立研究对象的计算机模型，在模型上
进行数字试验，把数字试验得出的结论应用于真实系统的 设计、评价和优化等。
Байду номын сангаас
M&S的基本原理
系统仿真三要素
对象系统 系统模型 计算机（软硬件）
三个基本活动：
系统建模 仿真建模 仿真实验
对象 系统
第六章-自动化物流的建模与仿真PPT课件
占额定载货量的比例
②、设备的时间利用率：一定时间内实际工作时间
占额定工作时间的比例来衡量。
2024/10/14
24
三、自动化存取系统（AS/RS)
7 自动化存取系统评价指标
5、系统响应能力： 出入库任务的平均等待时间来衡量。
6、物流周转速度： 物料在库位中的平均存储时间或者一定时
间内仓库的平均周转次数来衡量。
6、系统运行参数的调试： 在仿真模型上调试机械设备的电机控制参数，
如堆垛机前进或后退的速度、加减速度、神叉和 缩叉速度。
2024/10/14
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三、自动化存取系统（AS/RS)
7 自动化存取系统评价指标
1、仓库总体利用率： 衡量仓库面积和空间利用程度，用仓库的平 均堆放面积占总面积的比例，以及平均空间 堆放体积占库房总容积的比例来衡量。
2、系统响应能力 ： 系统响应各个站点装卸货物的速度，可以
用装卸站点的任务堆积长度与数量以及装卸 任务的平均等待和处理时间来反应
2024/10/14
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二、自动导引小车系统(automatically guided
vehicle system, AGVS ) 5 自动导引小车系统评价指标
3、小车的效率和利用率： 可以用小车的平均工作时间和闲置时间来反 映。小车的效率和利用率的仿真评价是一个 复杂的问题，必须依据系统深入分析才能做 出正确的评价。对于一定的任务和配置，小 车利用率尽可能低。即同样的配置可承担更 多的运输任务
1）就近原则：
离任务最近的有负载余量的小车承担该、
搬运任务
2）最先原则：
等待时间最长的任务最先被满足
3）指定小车服务指定任务站点：
具体而言：
物流系统模拟与仿真完整版教学课件
S0
输入 状态向量
r1 阶段收益
S1
P1 参数向量
D1 决策向量
输出 状态向量
求解方法
当期决策(D1)
12
下图则表示一个复杂系统——多阶段综合计划决策系统。
初始条件 S0
W0，P0，I0
r1
1
S1
D1
∑ r2
2
S2
∑ r3
3
S3
D2
D3
求解方法
∑R rn
n
Sn
Dn
当期决策(Di) Wi，Pi
13
1.2系统建模概述
物流系统模型具有如下三个特征： (1)物流系统模型是实体的抽象或模仿； (2)物流系统模型是由与分析问题有关的因素所组成； (3)物流系统模型是用来表明这些因素间的关系。 使用模型的意义在于三个方面： 首先，客观实体系统很难做试验，或者根本不能做试验； 其次，对象问题虽然可以作试验，但是利用模型更便于理解； 第三，模型易于操作，利用模型的参数变化来了解现实问题的本质和规律 更加经济方便。因此，在系统分析中模型被广泛地应用。
23
4.主观想象法 当系统结构性质不明确，又无足够的数据，系统上无法做实验时，此时看来 无法建立模型，但实际上还是可以利用“主观想象”来人为地实现一个模型 的。 5.人工实现法 当系统结构复杂，性质不明确，没有足够的数据，又无法在系统上做实验， 或者不允许做实验时，可以利用人工现实系统逐步建立模型。
第一章 系统建模与仿真概述
1
1.1系统的定义和分类
1.1.1系统的定义
“系统”这个词来源于古希腊System，有“共同”和“给以位置”的含义 。现代关于系统的定义很不统一，一般可以理解为“系统是由两个以上相 互区别或相互作用的单元有机结合起来，完成某一功能的综合体”。系统 是一个非常广泛的概念，自然界、人类社会、企业、甚至一个人都可以看 作一个系统。系统中每一个单元也可以称为一个子系统。系统与系统的关 系是相对的，一个系统可能是另一个更大系统的子系统，而一个系统也可 以继续分成更小的系统。
物流系统建模与仿真82481PPT课件
❖ 由于系统的复杂性日益增强，传统基于数学计算 的方法很难适用于目前对系统的规划和改善，因 此，基于计算机的系统仿真得到广泛应用。
7
2. 系统仿真的应用
优化系统设计
性能评价与改进
失效分析 系
统
抗干扰分析
仿
真
人员培训
的
应 避免试验危险性
用
缩短试验过程
节省经费
决策支持
复杂的系统建立之前，通过改变仿真模型结构 和调整参数来优化系统设计
新建物流中心的规划
既有物流中心的改进
19
3.1 新建物流中心规划与仿真
货物流通量的 大小，所需要 的设施、设备 类型
设施、设备的 布局、数量， 作业路线等
物流中心规划设计流程
前期准备 确定目标与原则
功能规划 选址规划 作业流程规划 信息系统规划 设施设备规划
物流中心经营商品的品种、 货源、流量、流向、供需情 况以及物流业发展情况
的
所在区域的内河航道里程数
前 期
物流相关行业分析
所在区域的相关产业总产值 所在区域的相关产业的类型和数量
分 析
物流供给分析
所在区域实际利用外资
所在区域的总货运周转量 所在区域港口码头吞吐量
所在区域的铁路网密度
21
功能规划
功能
仓储
装卸
配
包装
送 中
配送
心
流通加工
运输
信息处理
22
设施、设备
仓库 货架 分拣输送系统 起重机 叉车 升降机 堆垛机 条码分类系统 导向系统 打包机 输送机
取消不必要的流程、路径或作业点等
C 合并(combination) 将两个或以上的流程、动作等合并为一
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2. 系统仿真的应用
优化系统设计
性能评价与改进
失效分析 系
统
抗干扰分析
仿
真
人员培训
的
应 避免试验危险性
用
缩短试验过程
节省经费
决策支持
复杂的系统建立之前，通过改变仿真模型结构 和调整参数来优化系统设计
新建物流中心的规划
既有物流中心的改进
19
3.1 新建物流中心规划与仿真
货物流通量的 大小，所需要 的设施、设备 类型
设施、设备的 布局、数量， 作业路线等
物流中心规划设计流程
前期准备 确定目标与原则
功能规划 选址规划 作业流程规划 信息系统规划 设施设备规划
物流中心经营商品的品种、 货源、流量、流向、供需情 况以及物流业发展情况
的
所在区域的内河航道里程数
前 期
物流相关行业分析
所在区域的相关产业总产值 所在区域的相关产业的类型和数量
分 析
物流供给分析
所在区域实际利用外资
所在区域的总货运周转量 所在区域港口码头吞吐量
所在区域的铁路网密度
21
功能规划
功能
仓储
装卸
配
包装
送 中
配送
心
流通加工
运输
信息处理
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设施、设备
仓库 货架 分拣输送系统 起重机 叉车 升降机 堆垛机 条码分类系统 导向系统 打包机 输送机
取消不必要的流程、路径或作业点等
C 合并(combination) 将两个或以上的流程、动作等合并为一
物流系统建模与仿真 ppt课件
ppt课件
2
1.系统：由两个以上相互区别或相互作用的 单元（子系统）之间有机的结合起来，完 成某一功能的综合体。
ppt课件
3
2.系统的模式
干扰 输入 输出
转换处理
反馈
环境
系统三要素：输入、处理、输出
ppt课件 4
3.系统的结构与特点
研究组成系统的各元素之间的关系——是研究 系统的中心问题，也是分析和改善系统的关键。
ppt课件
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10、物流系统工程的程序
物流系统工程结构图
ppt课件 18
11、物流工程技术
（一）物流系统分解技术 将复杂的物流大系统分解成若干相对简单的子系 统，再根据大系统的总体目标和要求不断协调各 个子系统的相互关系，达到物流系统的费用省、 服务好、效益高的总目标。
ppt课件
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（二）物流系统仿真技术 通过实验来求解问题的技术，比较真实的描 述系统的运行、演变以及发展过程。 （三）物流系统的最优化技术 对众多的物流方案进行研究，从中选择一 个最优的方案。 （四）物流系统网络技术 合理设计网络问题，以网络分析为主要内容， 以电子计算机为先进手段来经营和管理物流 活动。
ppt课件
37
（2）形象模型 形象模型分为模拟模型和实物模型。前 者的特点是具有物理结构，故又称物理模 型。
ppt课件
38
3、系统建模的一般过程
概念化 用信息载体描述
现实系统
反馈
信息
反馈
模型
模型化的过程是对现实系统进行分析和观察，通 过概念化获取信息，这是对系统的认识过程。对获 取的信息经加工、处理，进一步深化认识后抽象出 模型并用确定的形式进行描述，这是提高认识的过 程。由于对系统的认识是逐步提高的，因此模型化 的过程是认识——提高——再认识——再提高的过程
物流系统建模与仿真PPT课件
（1）需求，根据需求的时间特征，可将需求 分为连续性需求和间断性需求。根据需求的 数量特征，可将需求分为确定性需求和随机 性需求。
（2）补充，通过补充来弥补因需求而减少的 库存。从开始订货（发出内部生产指令或市 场订货合同）到库存的实现（入库并处于随 时可供输出以满足需求的状态）需要经历一 段时间。
3二物流系统模型分类???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????状态模型方程模型代数模型差分模型数学模型函数模型概率统计模型逻辑模型流程图抽象模型方框图结构图图形模型模型资金流图流图物流图计算机程序思维型概念模型字句型描述型模拟模型形象模型实体模型实物模型比例模型第四章物流系统建模与仿真
精选PPT课件
22
第四章 物流系统建模与仿真
确定型库存模型 独立需求库 存控制模型
随机型库存模型
周期性检查模型:
周期性检查模型有6种: 不允许缺货 瞬时到货
延时到货
允许缺货
瞬时到货 延时到货
实行补货
瞬时到货
延时到货
连续性检查模型
连续性库存检查模型分6种： 不允许缺货、瞬时到货型； 不允许缺货、延时到货型； 允许缺货、瞬时到货型； 允许缺货、延时到货型； 补货、瞬时到货型； 补货、延时到货型。
精选PPT课件
16
第四章 物流系统建模与仿真
（二）排队模型
一个排队过程大体分为三个基本部分：输 入过程、排队规则和服务机构。 1．输入过程
常用的理论分布有以下几种： （1）泊松分布 （2）定长输入 （3）k阶爱尔朗输入 （4）一般独立输入。
物流系统建模与仿真简介(PPT 88页)
• SYSTEM
• A group of interacting, interrelated, or interdependent elements forming a complex whole.
• A set of objects or phenomena grouped together for classification or analysis.
物质从供应者到需要者之间有一段时间差， 由于改变这一时间差所造成的价值。
形式价值
产生于
（form utility）
生产过程
商 品
时间价值
产生于
（time utility）
存储过程
价 值
场所性价值
（place utility）
产生于
运输过程
所有权价值
产生于
（possession utility）
销售过程
物质从供给者到需求者之间存在着空间差，把物 资从供给者送到需求者中，创造了场所性价值。
7
Right product Right quality Right quantity Right place Right time Right cost Right impression
环境适应性
• 环境是指出现于系统以外的事物(物质 、能量、信息)的总称
• 相对于系统而言，环境是一个更高级 的复杂的系统
• 系统存在于环境中，与环境相互依存 • 系统必须经常与外部环境保持最佳的
适应状态
系统观念的历史发展
古代系统思想
• 《周易》, 把世界看成多要素、多层次的整体 • 道家提出 “道生一、一生二、二生三、三生万
物流服务的优质化与全球化
物流系统模拟与仿真课件ppt35页
29
物流系统仿真应用
30
31
32
型；
7
中国人口问题？
SARS!
2003的记忆
8
9
仿真的作用与优缺点
仿真的作用？ 仿真的优点？ 仿真的缺点？ ——到学期中和学期末再来讨论一下
10
仿真的作用
对已经发生的系统历史过程， 用于理解实际系统，进行
通过仿真进行再现，以研究 What if分析
其规律
用于对一个系统的多种方案
研究一个尚未存在的对象系 对比研究
系统
按照某些规律结合起来、相互作用、相互依存的所有实 体的有机组合。
模型
对应的真实对象、真实关系中那些有用的、令人感兴趣 的特性的抽象，是对系统某些本质方面的描述，以各 种可用的形式提供被研究系统的描述信息。
13
仿真 Simulation
仿真(Simulation)是对实际过程或系统随时间变化的运作的 模仿(imitation, mimic)。仿真通过建立系统模型(System model)来描述实际系统的行为。
20世纪80年代中期 集成化建模与仿真环境
20世纪90年代
可视化建模仿真，虚拟现实仿真，分布交互仿真
19
系统建模与仿真的发展趋势
90年代以来，计算机仿真技术朝着一体化建模与仿真环境 的方向稳步发展。新的研究热点如：
面向对象仿真（object-oriented simulation, OOS） 定性仿真（qualitative simulation, QS） 智能仿真（intelligence simulation, IS） 分布交互仿真（distributed interactive simulation, DIS） 可视化仿真（visual simulation, VS） 多媒体仿真（multimedia simulation, MS） 虚拟现实仿真（virtual reality simulation, VRS） Internet网上仿真
物流系统仿真应用
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型；
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中国人口问题？
SARS!
2003的记忆
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仿真的作用与优缺点
仿真的作用？ 仿真的优点？ 仿真的缺点？ ——到学期中和学期末再来讨论一下
10
仿真的作用
对已经发生的系统历史过程， 用于理解实际系统，进行
通过仿真进行再现，以研究 What if分析
其规律
用于对一个系统的多种方案
研究一个尚未存在的对象系 对比研究
系统
按照某些规律结合起来、相互作用、相互依存的所有实 体的有机组合。
模型
对应的真实对象、真实关系中那些有用的、令人感兴趣 的特性的抽象，是对系统某些本质方面的描述，以各 种可用的形式提供被研究系统的描述信息。
13
仿真 Simulation
仿真(Simulation)是对实际过程或系统随时间变化的运作的 模仿(imitation, mimic)。仿真通过建立系统模型(System model)来描述实际系统的行为。
20世纪80年代中期 集成化建模与仿真环境
20世纪90年代
可视化建模仿真，虚拟现实仿真，分布交互仿真
19
系统建模与仿真的发展趋势
90年代以来，计算机仿真技术朝着一体化建模与仿真环境 的方向稳步发展。新的研究热点如：
面向对象仿真（object-oriented simulation, OOS） 定性仿真（qualitative simulation, QS） 智能仿真（intelligence simulation, IS） 分布交互仿真（distributed interactive simulation, DIS） 可视化仿真（visual simulation, VS） 多媒体仿真（multimedia simulation, MS） 虚拟现实仿真（virtual reality simulation, VRS） Internet网上仿真
培训课件：物流系统建模与仿真45页PPT
21、要知道对好事的称颂过于夸大，也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根 22、业精于勤，荒于嬉；行成于思，毁于随。——韩愈
23、一切节省，归根到底都归结为时间的节省。——马克思 24、意志命运往往背道而驰，决心到最后会全部推倒。——莎士比亚
25、学习是劳动，是充满思想的劳动。——乌申斯基
谢谢！
培训课件：物流系统建模与仿真
•
Байду номын сангаас
6、黄金时代是在我们的前面，而不在 我们的 后面。
•
7、心急吃不了热汤圆。
•
8、你可以很有个性，但某些时候请收 敛。
•
9、只为成功找方法，不为失败找借口 (蹩脚 的工人 总是说 工具不 好)。
•
10、只要下定决心克服恐惧，便几乎 能克服 任何恐 惧。因 为，请 记住， 除了在 脑海中 ，恐惧 无处藏 身。-- 戴尔． 卡耐基 。
物流系统建模与仿真课件
07
参考文献
参考文献
《物流系统建模与仿 真》，高等教育出版 社，2016年出版。
《物流系统建模与仿 真案例》，人民交通 出版社，2019年出 版。
《物流仿真与决策》 ，清华大学出版社， 2018年出版。
THANKS
感谢观看
物流系统优化技术与方法
1 2 3
数学规划方法
数学规划方法是一种常用Байду номын сангаас优化技术，包括线性 规划、动态规划、整数规划等，可以解决复杂的 物流优化问题。
仿真优化方法
仿真优化方法通过模拟物流系统的运行过程，预 测不同策略下的系统性能，从而选择最优的决策 方案。
人工智能方法
人工智能方法包括神经网络、遗传算法、蚁群算 法等，能够自适应地寻找最优解，适用于大规模 、非线性问题的优化。
IBM Supply Chain Optimization
IBM Supply Chain Optimization是IBM提供的一款供应链优化软件， 基于人工智能和大数据技术，提供需求预测、库存规划、运输路由优化 等功能，能够帮助企业实现供应链的智能优化。
05
物流系统应用案例分析
案例一：某快递公司的物流系统优化
常用物流系统仿真软件介绍
Arena
一款广泛使用的仿真软件 ，支持离散事件仿真和系 统动力学仿真，适用于各 种物流系统的仿真。
Flexsim
一款基于代理的仿真软件 ，适用于物流系统和生产 系统的仿真，支持3D可视 化。
Simulink
一款基于时间的仿真软件 ，适用于连续和离散时间 的系统仿真，支持多种编 程语言。
背景介绍
系统分析
某快递公司面临着激烈的市场竞争，为了 提高物流效率和降低成本，决定对物流系 统进行优化。
Flexsim物流系统建模与仿真课件(完整版)
入该式主要是为了描述的方便与模型的简洁性；
约束（6）表示每条生产线每天加班不能超过4小时, 因而在生产周期内表 示每条生产线总的加班时间不能超过4*W;
（7）为非负与整数约束。。
排产方法
生产计划问题
近似解方法
最优解方法
迭代方法
构造型方法
控制理论方法
枚举方法
人工智能
邻域搜索 移动瓶颈 插入算法 优先分派
钻
割
铣
单元布局
布局类型的比较
布局形式 产品布局 工艺布局 固定布局 混合布局 单元布局
适用范围
优点
缺点
大批量、少品种的生 结构简单、物流易控 只考虑定量要求，不
产
制、物料处理柔性高 考虑定性要求
同种产品多，产量低、运输成本低、有柔性、流动时间长、工序冲 产量中等批量生产 可应对多种工艺要求 突、成本高、效率低
排产模型
目标函数（1）表示单台平均成本最小化； 约束（2）表示每种产品的生产量与其缺货之和不小于其需求量与库存量
的增量之和；
（3）表示每条生产线的生产时间与夹具调整时间之和等于其正常工作时 间（用单产表示）与加班时间之和, 其中Aij0为第j条生产线期初夹具的总 数；
约束（4）表示库存和缺货不能同时发生； （5）为生产线在排产Xij下夹具调整数的表达式, 其本身不表示约束, 引
上图为数控车床、数控铣床、 机器人及激光雕刻机单元；另 外, 系统有单独控制台, 用于整 个系统的节拍控制。。
该系统主要是进行上盖、 下箱、销钉的加工、装配、 检测和水晶雕刻, 码垛机从 立体仓库中取料至传送带, 各工序识别加工零件、进行 加工、装配、然后进行清洗、 热处理、打标签、综合检测、 废品分拣, 最后合格成品回 库形成一个闭环的FMS；实 现了物料流和信息流的自动 化。
约束（6）表示每条生产线每天加班不能超过4小时, 因而在生产周期内表 示每条生产线总的加班时间不能超过4*W;
（7）为非负与整数约束。。
排产方法
生产计划问题
近似解方法
最优解方法
迭代方法
构造型方法
控制理论方法
枚举方法
人工智能
邻域搜索 移动瓶颈 插入算法 优先分派
钻
割
铣
单元布局
布局类型的比较
布局形式 产品布局 工艺布局 固定布局 混合布局 单元布局
适用范围
优点
缺点
大批量、少品种的生 结构简单、物流易控 只考虑定量要求，不
产
制、物料处理柔性高 考虑定性要求
同种产品多，产量低、运输成本低、有柔性、流动时间长、工序冲 产量中等批量生产 可应对多种工艺要求 突、成本高、效率低
排产模型
目标函数（1）表示单台平均成本最小化； 约束（2）表示每种产品的生产量与其缺货之和不小于其需求量与库存量
的增量之和；
（3）表示每条生产线的生产时间与夹具调整时间之和等于其正常工作时 间（用单产表示）与加班时间之和, 其中Aij0为第j条生产线期初夹具的总 数；
约束（4）表示库存和缺货不能同时发生； （5）为生产线在排产Xij下夹具调整数的表达式, 其本身不表示约束, 引
上图为数控车床、数控铣床、 机器人及激光雕刻机单元；另 外, 系统有单独控制台, 用于整 个系统的节拍控制。。
该系统主要是进行上盖、 下箱、销钉的加工、装配、 检测和水晶雕刻, 码垛机从 立体仓库中取料至传送带, 各工序识别加工零件、进行 加工、装配、然后进行清洗、 热处理、打标签、综合检测、 废品分拣, 最后合格成品回 库形成一个闭环的FMS；实 现了物料流和信息流的自动 化。
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其中C表示总运输费用，求出C的最小值点的坐 标x，y，问题就得到了解决。
第四章 物流系统建模与仿真
（二）统计分析法
对系统内结构和特性不很清楚，但已有或 通过实验获得了系统功能的有关数据，可通过 数据分析建立数学模型。
（三）实验分析法
对系统内部结构和特性不很清楚，但可对 系统进行实验操作，通过实验发现矛盾、分析 矛盾，确定关键变量及参变量，建立一个初步 实验模型，并一步步改进。
（3）启发式方法：运用一些经验法则来降低优化模型的数学精确程度，
并通过模拟人的跟踪校正过程求出物流系统的满意解。
（4）其它建模方法：如用于预测的统计分析法、用于评价的加权函数法、
功效系统法及模糊数学方法等。
第四章 物流系统建模与仿真
（一）推理法
对系统内部结构和特性已经清楚，系统较 简单，应确立直接推理分析的基本观点， 即利用已知的科学定理和定律，经过分析 和推理，得到系统模型，故此法又称为直 接分析法。
第四章 物流系统建模与仿真
（六）混合法
复杂系统模型的构造大都需要综合运用上述 几种方法，才能得到满意的结果，这种将各种方 法混合使用建立系统模型的方法称为混合法。
不同条件下应采用的建模方法虽然不同，但 是建立任何一个模型的过程都离不开“有目的地 深入了解真实情况→实验观察，大量收集资料→ 找出关键要素→弄清变量关系→构造并建立模型 →付诸实践，反馈效果”这样一个基本操作步骤。
第四章 物流系统建模与仿真
（四）人工实现法
对系统的内部结构和特性尚不清楚，系统结构 复杂，既无足够的数据，又无法对系统进行实验， 甚至不允许做实验时，可以人为地逐步建立模型。
第四章 物流系统建模与仿真
（五）主观想象法
对系统内部结构和特性不清楚，既无足够 数据，又不能在系统上做实验，且无法通过人 工具体实施。在似乎无法开展建模活动的情形 下，可以利用“主观想象”，凭直觉经验来人 为地先构想一个模型。
量的改变对模型影响特别敏感。
第四章 物流系统建模与仿真
三、物流系统的一般建模方法
（1）优化方法：运用线性规划、整数规划、非线性规划等数学规划技术
来描述物流系统的数量关系，求得最优决策。
（2）模拟方法：利用数学公式、逻辑表达式、图表、坐标等抽象概念来
表示实际物流系统内部状态和输入/输出之间的关系，以 便通过计算机对模型进行试验，通过实验取得改善物流 系统或设计物流系统所需要的信息。
第四章 物流系统建模与仿真
二、建立物流系统模型的原则
①准确性，模型必须反映现实系统的本质规律，合乎科学 根据，合乎科学规律和经济规律。
②可靠性，模型必须反映事物的本质，且有一定的精度。 ③简明性，模型的表达式应明确、简单、抓住本质。 ④实用性，使模型标准化、规范化，尽量采用已有模型。 ⑤反馈性，建模时要注意灵敏问题，即留心哪些参数或变
Y
S1(X1,Y1) M1
S2(X2,Y2) M2
S6(X6,Y6) M6
M5
S5(X5,Y5)
M3
S3(X3,Y3)
M4
S4(X4,Y4)
O
最佳库址选择示意图 X
第四章 物流系统建模与仿真
设比例系数为1，根据最小二乘法数学原理， 可建立如下数学模型公式：
6
C M i (xxi)2(yyi)2 i1
物流系统建模与仿真课件
路漫漫其悠远
少壮不努力，老大徒悲伤
第四章 物流系统建模与仿真
第一节 物流系统模型概念
一、物流系统模型定义和特征
物流系统模型是对物流系统的特征要素、变化 规律和相关信息的一种抽象表达，它反映了物流系 统的某些本质属性，描述了物流系统各要素间的相 互关系、系统与环境之间的相互作用，反映了所研 究的物流系统的主要特征。
第四章 物流系统建模与仿真
【例4-1】做体积为定值A，底面长:宽=2:1的长方体 包装箱，欲节省制作材料，可采取什么措施？
解：设：x，y，z分别为长方体的长、宽、高，则
A=xyz，且x:y=2:1
由此可得 y x
2
z 2A x2
因为表面积为 S2x y2x z2yz 令 f(x)x24 xA 2(x2 x)x26 x A
第四章 物流系统建模与仿真
【例4-3】某企业物流部的销售物流系统经常 通过广告宣传本企业产品，收到不错的效果。
当广告费增加的时候，往往销售额成正比例递增，线条①；当某产品广告费 用达到一定额度后，销售额不一定随之增加，而是出现一个平台期，线条②； 每种产品必然有一个最佳广告费用，即最佳广告宣传额度。超出这个额度， 宣传过量，反而会适得其反，使销售额下降，线条③。
第四章 物流系统建模与仿真
第三节 常见物流系统模型与物流系统仿真
一、最优化模型
（一）线性规划模型
线性规划模型的形式为：
极大化（n 或极小化）z c 1 x 1 c 2 x 2 c n x n （4-1）
实际问题经数学抽象后，转化为求解S=f（x）这样一
个一元函数的最小值问题。
第四章 物流系统建模与仿真
【例4-2】某连锁商店拟建一新供货仓库，向Si（i=1， 2，…，6）个商店供货。新供货仓库到各个商店的运输 费用与运输量和距离的乘积（以吨/公里表示）成正比 例，已知各个商店的需求量为Mi（i=1，2，…，6）， 新库在何位置才能使总运输费用C最低？
象
模
型
图
形
模
型
计
算
机
程
概 念 模 型
流 程 图
方 结
框 构
图 图
流
图
资
物
金 流
序
思 维 型
字
句
型
描
述
型
流 图
图
模 拟 模 型
形
象
模
型
实
物
模
型
实 体 模 型
比
例
模
型
第四章 物流系统建模与仿真
第二节 物流系统的建模方法
一、建立物流系统模型的必要性 1）模型比实体要简洁得多，它所表达的因素也只是现 实物理系统中所有因素的主要部分。 2）人们通过建立和不断改进模型，进一步理解和认识 物流系统的真实情况。 3）建立物流系统的模型是物流合理化的重要前提。 4）建立物流系统的模型可以大大简化现有物流系统或 新的物流系统的分析过程，加快物流系统的分析过程。
物流系统模型具有如下三个特征：（1）实体的 抽象或模仿；（2）由与分析问题有关的因素所组成； （3）表明因素间的关系。
第四章 物流系统建模与仿真
二、物流系统模型分类
状 态 模
代
数
模
型
数
学
模
型
函
数
模
型
概
率
统
计
逻 辑 模 型
差
分
模型
模
型
模
型
抽
第四章 物流系统建模与仿真
（二）统计分析法
对系统内结构和特性不很清楚，但已有或 通过实验获得了系统功能的有关数据，可通过 数据分析建立数学模型。
（三）实验分析法
对系统内部结构和特性不很清楚，但可对 系统进行实验操作，通过实验发现矛盾、分析 矛盾，确定关键变量及参变量，建立一个初步 实验模型，并一步步改进。
（3）启发式方法：运用一些经验法则来降低优化模型的数学精确程度，
并通过模拟人的跟踪校正过程求出物流系统的满意解。
（4）其它建模方法：如用于预测的统计分析法、用于评价的加权函数法、
功效系统法及模糊数学方法等。
第四章 物流系统建模与仿真
（一）推理法
对系统内部结构和特性已经清楚，系统较 简单，应确立直接推理分析的基本观点， 即利用已知的科学定理和定律，经过分析 和推理，得到系统模型，故此法又称为直 接分析法。
第四章 物流系统建模与仿真
（六）混合法
复杂系统模型的构造大都需要综合运用上述 几种方法，才能得到满意的结果，这种将各种方 法混合使用建立系统模型的方法称为混合法。
不同条件下应采用的建模方法虽然不同，但 是建立任何一个模型的过程都离不开“有目的地 深入了解真实情况→实验观察，大量收集资料→ 找出关键要素→弄清变量关系→构造并建立模型 →付诸实践，反馈效果”这样一个基本操作步骤。
第四章 物流系统建模与仿真
（四）人工实现法
对系统的内部结构和特性尚不清楚，系统结构 复杂，既无足够的数据，又无法对系统进行实验， 甚至不允许做实验时，可以人为地逐步建立模型。
第四章 物流系统建模与仿真
（五）主观想象法
对系统内部结构和特性不清楚，既无足够 数据，又不能在系统上做实验，且无法通过人 工具体实施。在似乎无法开展建模活动的情形 下，可以利用“主观想象”，凭直觉经验来人 为地先构想一个模型。
量的改变对模型影响特别敏感。
第四章 物流系统建模与仿真
三、物流系统的一般建模方法
（1）优化方法：运用线性规划、整数规划、非线性规划等数学规划技术
来描述物流系统的数量关系，求得最优决策。
（2）模拟方法：利用数学公式、逻辑表达式、图表、坐标等抽象概念来
表示实际物流系统内部状态和输入/输出之间的关系，以 便通过计算机对模型进行试验，通过实验取得改善物流 系统或设计物流系统所需要的信息。
第四章 物流系统建模与仿真
二、建立物流系统模型的原则
①准确性，模型必须反映现实系统的本质规律，合乎科学 根据，合乎科学规律和经济规律。
②可靠性，模型必须反映事物的本质，且有一定的精度。 ③简明性，模型的表达式应明确、简单、抓住本质。 ④实用性，使模型标准化、规范化，尽量采用已有模型。 ⑤反馈性，建模时要注意灵敏问题，即留心哪些参数或变
Y
S1(X1,Y1) M1
S2(X2,Y2) M2
S6(X6,Y6) M6
M5
S5(X5,Y5)
M3
S3(X3,Y3)
M4
S4(X4,Y4)
O
最佳库址选择示意图 X
第四章 物流系统建模与仿真
设比例系数为1，根据最小二乘法数学原理， 可建立如下数学模型公式：
6
C M i (xxi)2(yyi)2 i1
物流系统建模与仿真课件
路漫漫其悠远
少壮不努力，老大徒悲伤
第四章 物流系统建模与仿真
第一节 物流系统模型概念
一、物流系统模型定义和特征
物流系统模型是对物流系统的特征要素、变化 规律和相关信息的一种抽象表达，它反映了物流系 统的某些本质属性，描述了物流系统各要素间的相 互关系、系统与环境之间的相互作用，反映了所研 究的物流系统的主要特征。
第四章 物流系统建模与仿真
【例4-1】做体积为定值A，底面长:宽=2:1的长方体 包装箱，欲节省制作材料，可采取什么措施？
解：设：x，y，z分别为长方体的长、宽、高，则
A=xyz，且x:y=2:1
由此可得 y x
2
z 2A x2
因为表面积为 S2x y2x z2yz 令 f(x)x24 xA 2(x2 x)x26 x A
第四章 物流系统建模与仿真
【例4-3】某企业物流部的销售物流系统经常 通过广告宣传本企业产品，收到不错的效果。
当广告费增加的时候，往往销售额成正比例递增，线条①；当某产品广告费 用达到一定额度后，销售额不一定随之增加，而是出现一个平台期，线条②； 每种产品必然有一个最佳广告费用，即最佳广告宣传额度。超出这个额度， 宣传过量，反而会适得其反，使销售额下降，线条③。
第四章 物流系统建模与仿真
第三节 常见物流系统模型与物流系统仿真
一、最优化模型
（一）线性规划模型
线性规划模型的形式为：
极大化（n 或极小化）z c 1 x 1 c 2 x 2 c n x n （4-1）
实际问题经数学抽象后，转化为求解S=f（x）这样一
个一元函数的最小值问题。
第四章 物流系统建模与仿真
【例4-2】某连锁商店拟建一新供货仓库，向Si（i=1， 2，…，6）个商店供货。新供货仓库到各个商店的运输 费用与运输量和距离的乘积（以吨/公里表示）成正比 例，已知各个商店的需求量为Mi（i=1，2，…，6）， 新库在何位置才能使总运输费用C最低？
象
模
型
图
形
模
型
计
算
机
程
概 念 模 型
流 程 图
方 结
框 构
图 图
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序
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句
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描
述
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形
象
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型
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模
型
实 体 模 型
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模
型
第四章 物流系统建模与仿真
第二节 物流系统的建模方法
一、建立物流系统模型的必要性 1）模型比实体要简洁得多，它所表达的因素也只是现 实物理系统中所有因素的主要部分。 2）人们通过建立和不断改进模型，进一步理解和认识 物流系统的真实情况。 3）建立物流系统的模型是物流合理化的重要前提。 4）建立物流系统的模型可以大大简化现有物流系统或 新的物流系统的分析过程，加快物流系统的分析过程。
物流系统模型具有如下三个特征：（1）实体的 抽象或模仿；（2）由与分析问题有关的因素所组成； （3）表明因素间的关系。
第四章 物流系统建模与仿真
二、物流系统模型分类
状 态 模
代
数
模
型
数
学
模
型
函
数
模
型
概
率
统
计
逻 辑 模 型
差
分
模型
模
型
模
型
抽