第3章物流系统建模
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物流系统工程-3-物流系统建模基础
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3.启发式模型 启发式模型介于这两种模型之中，既考虑现实问题和 实际经验，又能得到满意解。启发式方法是能指导实 际问题求解的原理、概念和经验法则。求解过程简便 ，但无法保证获得最优解。启发式规则有： (1)最适合建仓库的地点是那些需求最大的地区； (2)按整车批量购买的客户直接供货，不再中转； (3)如果出、入库运输成本的差异能够弥补仓储成本 ，应存放在仓库； (4)下一个进入分拨系统的仓库是那个节约成本最多 的仓库； (5)成本最高的客户是那些以小批量购买且位于运输 线末端的客户。
（1）明确问题 （2）模型假设 （3）建立模型 著名的哥尼斯堡七桥问题 （4）模型求解 （5）模型检验与调整
（二）物流系统模型的类型
1.优化模型
通过平衡订货成本和库存持有成本，给出了当产品库 存水平降到预定值时再订货的最优批量。抓住了许多 库存管理问题的核心问题。
2.仿真模型 以代数和逻辑语言做出的对系统的模拟，这种模 拟通常要利用随机的数学关系，可以说，仿真的 过程就是对系统模型进行抽样试验的过程。仿真 模型能真实地模拟系统过程，可用于物流系统中 的各种规划，如生产物流系统规划、仓库选址、 物流绩效分析、物流设备配置、物流成本分析等 ，不胜枚举。
4.系统概念模型的构造 建立概念模型的关键是将实际的系统划分成若干 执行动作单元，并找出各动作单元之间的联系和 相互作用。
通过调查和分析，明确订单处理的必需动作或必 须进行的决策活动。
由两个计划子系统和两个行动子系统 建立系统模型是解决问题过程中的一个子过程。从问 题出发到选择恰当方法解决问题，都需要运用模型。
2.系统模型的分类 系统的种类繁多，作为系统的描述——系统模型 的种类同样也是多种多样。
Flexsim物流系统建模与仿真ppt课件(完整版)
实体选择
设备名称
胚布打卷机1 胚布打卷机2
高压锅炉1
高压锅炉2
烘桶1
烘桶2
输送带1 输送带2
对仿真实体（可变）
Processoe2 Processoe3
Processoe6
Processoe8
Processoe11
Processoe12
Conveyor4 Conveyor9
时间
330 330
342
柔性可以表述为两个方面。第一
方面是系统适应外部环境变化的能
力，可用系统满足新产品要求的程度
来衡量；第二方面是系统适应内部变 化的能力，可用在有干扰（如机器出
现故障）情况下，系统的生产率与无 干扰情况下的生产率期望值之比来衡 量。
制造柔性的体现
01 机器柔性 03 产品柔性 05 生产能力柔性 07 运行柔性
特点
混流生产线的显著有点为既能满足市场大批 量的需要，又能同时生产多种产品，满足不 同客户的要求。但它的最大缺点是产出受到 夹具数量、比例的限制。
混流生产线的一般假设
(1)在生产能力允许的前提下尽量不调整夹 具，调整夹具时也只影响被调整的夹具产量 （调整时间为H小时），其余夹具不受影响；
(2)生产线双班，正常工作时间16小时，工 作期间夹具均衡产出；
产品
A B C
车床 5 4 4
加工时间/分钟
钻床
铣床
5
4
4
3
5
3
磨床 4 4 4
检验时间/分钟
4 3 1
概念模型
设备的平均故障间隔时间（MTBF）和平均维修时间（MTTR）均服从均 值为1500 分钟和30 分钟的指数分布，其中不合格品（5%）将返回相 应的工段进行再加工，多余的则暂存于缓存库中（图2-1）。顾客订单为： 产品A1000件、产品B500 件、产品C200 件。排产优化的目标是交货 期最短，满足订单后的缓存库存最低。
物流系统建模方法概述
13、He who seize the right moment, is the right man.谁把握机遇，谁就心想事成 。21.6.1421.6.1417:44:3317:44:33June 14, 2021
•
14、谁要是自己还没有发展培养和教 育好， 他就不 能发展 培养和 教育别 人。2021年6月 14日星 期一下 午5时44分33秒17:44:3321.6.14
•
11、一个好的教师，是一个懂得心理 学和教 育学的 人。21.6.1417:44:3317:44Jun-2114-J un-21
•
12、要记住，你不仅是教课的教师， 也是学 生的教 育者， 生活的 导师和 道德的 引路人 。17:44:3317:44:3317:44Monday, June 14, 2021
•实验法和统计分析法——数据拟合法
相当多的建模过程是以统计数据或实验数 据为基础的。以收集、分析数据为基础去建 构一个系统模型的方法，称之为数据拟合法 。 • 常用的“拟合曲线”有以下几种：
1. 直线型 2. 对数函数型 3. 幂函数型 4. 指数函数型 5. 多项式型
•实验法和统计分析法——数据拟合法
•
3、Patience is bitter, but its fruit is sweet. (Jean Jacques Rousseau , French thinker)忍耐是痛苦的，但它的果实是甜蜜的。08:305.26.202108:305.26.202108:3008:30:575.26.202108:305.26.2021
C
t)
M
F(t)
系统的数学模型： M•d2x/dt2 +D•dx/dt+Kx = F(t)
物流系统建模与仿真
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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
物流系统建模与仿真
•二、物流系统仿真模型
•1、系统动力学模型
③ 反馈回路
•
反馈回路就是由一系列的因果与相互作用链组成的闭合
回路或者说是由信息与动作构成的闭合路径。单回路的系统是
简单系统；具有三个回路以上的系统是复杂系统。
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恒温 系统
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物流系统建模与仿真
（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。
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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（或极小化）
（4-1）
满足
（4-2）
，全部或部分j，
（4-3）
式（4-1）是目标函数，式（4-2）、（4-3）称为约 束条件。式（4-3）称为非负要求，非负要求也是一 种约束条件。目标函数和约束条件必须全部是线性式，
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物流系统建模与仿真
第3章物流系统建模.pptx
U f (xi , yi )
式中， 为U描述系统功能的效用或准则值，也叫作目标函数； 目标函数一般是希望达到最大值（如利润、效益等) 或最小值( 如成本、支出、亏损等)。 为可控xi 变量； 为不可yi控变量，对 有影响；U 为目标函数f 与变量 ，U 之间的关xi 系函yi 数。上面的关 系式加上约束条件就形成一个完整的系统模型。
其他条件不变，若每 月需求提高到800件， 最佳订购量是否为
400？
2.经济生产批量模型
❖ 相当于边生产，边销售，假设生产速率为p，需求速率为
d(p>d) ，则平均库存量变为 (Qp ( p d)) / 2
p
总成本
TC
1 2
(
p
d
)
Qp p
C1
d Qp
C2
库存持有量 p
Qp
p-d
tp
T
时间
❖ 按照成本最小原则，得
QP*
2C2d C1
p pd
T * QP* 2C2
p
d
dC1 p d
t
* p
QP* p
2C2d C1
1 p( p d)
例2 某商店经销某商品，月需求量为30件，需求速度为常数，
该商品每件进价300元，月存储费为进价的2%，向工厂订 购该商品时订购费每次20元，订购后5天才开始到货，到货 速度为常数，即2件/天。求最优存储策略。
建立模型一般可遵循如下几种思路：
（1）直接分析法
例3-1 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 该问题可抽象为要使长方体的表面积S最小，各边边长 应取为多少这样的数学模型。
设：x、y、z分别为长方体的长、宽、高，则A=xyz，
式中， 为U描述系统功能的效用或准则值，也叫作目标函数； 目标函数一般是希望达到最大值（如利润、效益等) 或最小值( 如成本、支出、亏损等)。 为可控xi 变量； 为不可yi控变量，对 有影响；U 为目标函数f 与变量 ，U 之间的关xi 系函yi 数。上面的关 系式加上约束条件就形成一个完整的系统模型。
其他条件不变，若每 月需求提高到800件， 最佳订购量是否为
400？
2.经济生产批量模型
❖ 相当于边生产，边销售，假设生产速率为p，需求速率为
d(p>d) ，则平均库存量变为 (Qp ( p d)) / 2
p
总成本
TC
1 2
(
p
d
)
Qp p
C1
d Qp
C2
库存持有量 p
Qp
p-d
tp
T
时间
❖ 按照成本最小原则，得
QP*
2C2d C1
p pd
T * QP* 2C2
p
d
dC1 p d
t
* p
QP* p
2C2d C1
1 p( p d)
例2 某商店经销某商品，月需求量为30件，需求速度为常数，
该商品每件进价300元，月存储费为进价的2%，向工厂订 购该商品时订购费每次20元，订购后5天才开始到货，到货 速度为常数，即2件/天。求最优存储策略。
建立模型一般可遵循如下几种思路：
（1）直接分析法
例3-1 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 该问题可抽象为要使长方体的表面积S最小，各边边长 应取为多少这样的数学模型。
设：x、y、z分别为长方体的长、宽、高，则A=xyz，
第三章 物流系统建模方法
CSArrow类 CSArrow类
顺序图和合作图中消息的记录和绘制
Cactor、CUsecase类 Cactor、CUsecase类
负责角色类或用例类的记录和绘制
CObj类 CObj类
对象的记录和绘制，该类与OO语言中对象概念不同，它不是某个类的对象， 而是为描述顺序图和合作图中对象元素概念的自定义类
3.2 物流系统建模的方法 GRAI方法 方法（ 3.2.1 GRAI方法（Graph with Results and Interrelated） Activities Interrelated）
GRAI方法是由法国Bordeaux大学提出的，是专门为在生产系统制定 决策而开发的。GRAI由一个生产系统由一个物理系统和一个生产控制系 统组成，物理系统是一组制造单元，其功能是将原材料或部件转变为完 成的部件或一个完成的产品。生产控制系统制定决策，它由一个信息系 统和一个决策系统组成。它基于诸如定货、资源和能源等方面的信息制 定决策，以便物理系统执行其功能。GRAI的概念模型描述在信息系统、 决策系统和物理系统间的联系。信息系统是其它系统间连接的链条。 GRAI模型有一个层次化结构，因此在每一层，决策和信息都取决于执行 的任务和制定决策过程所处的时间段。因此，必须构造信息以满足每一 层决策的制定。GRAI方法适合于决策功能层的优化，但难以实现仿真。
ARIS方法 3.2.6 ARIS方法 （Architecture of Integrated System） Information System）
ARIS整合性信息系统架构是由德国萨尔大学企业管理研究所所长及 IDS－ Scheer公司执行长的August－Wilhelm Scheer 教授所提出的。其设计理念，是希望 提出一个整合性的概念，目的是把描述企业程序的所有基本观念通通纳入。因此 可想见，所描述出的模型必是非常庞大与复杂，为减少其复杂性，就必须依不同 的观点来切割这个复杂的模型。在一种观点下无数的交互关系将被先省略，只专 注于观点内的事物。之后各观点的模型会整合成完整的分析，而不会有任何的重 复。
第三章 物流系统建模
22
二 物流系统建模思路
4. 主观想象法 当系统结构性质不明确，又无足够的数据，系统上又无法 做实验，对这类问题，可以利用“主观想象”来人为地实现 一个模型。
例如，我们想研究未来若干年以后的大系统，诸如经济系统、军事系 统、生态系统、能源系统等。
由于这些属于复杂的巨系统，因素极多，又不肯定； 但我们又想通过模型来预测它们的未来状况； 此时可以先主观地(具备科学的依据)设想一些情况，然后构造一个简单的 模型，据此推出—些结果； 再由专家进行分析研究，反过来修正模型； 然后再据此模型推出一些结果，再请教专家； 如此住复多次，随着认识的逐步深化，模型逐渐逼近一个真实的系统。
19
二 物流系统建模思路
根据本题的要求，用直接分析法可以得出： 从仓库P（x,y）到用料点Pi(xi,yi)运输距离为：（两点间的距离公式）
Li = ( xi x) 2 + ( yi y ) 2
从仓库P（x,y）到用料点Pi(xi,yi)运输费用为：（根据题目，运输费用与 运输量和运输距离的乘积成正比）
* 1 * 2 * T n
最优解 X = x ，x ，，x ... 最优值 F ( X * )
[
]
3
二. 对模型的进一步认识
现实世界的系统原型 比较 检验 模型 现实世界的分析、预测 、决策、控制
抽象、翻译 模型（数学模型） 分 析 求 解 结论 现实世界与模型的关系
解释现实问题
建模就是将现实世界中的系统原型概括形成模型 分析模型得出结论 利用结论来解释现实问题 与现实进行比较，重新认识现实，修改模型
数学模型包括以下几种类型： 方程式型模型。（通过状态方程、代数方程等来表达） 函数型模型。（如柯布-道格拉斯生产函数） 概率统计型模型。（利用已有的数据按概率、统计的方法建立的模 型） 逻辑型模型。（用逻辑变量按逻辑运算法则建立的模型） 数学模型的特点： 数学模型是最抽象的模型，是进行定量化分析的基础 其次，数学模型是科学实验的重要补充手段，重要的预测工具 最后，数学模型是科学管理的重要工具
物流系统建模及模型化技术概述(PPT 71张)
M 1 0 1
S 0 1 0
上述这种与有向图形对应的，并用1和0表现元素的矩阵称为邻接矩阵
33
S1
S4
S3
S2
S5
S1
S2
S3
S4
S5
图2
有向连接图
0 0 A s3 0 s4 0 s5 0 s1 s2
0 0 1 1 0
1 0 0 0 0
1 0 0 0 0
1 1 0 0 0
*
X D Rn u 1, 2 , , m v 1, 2 , , p
* 1 * 2 * T n
X x ，x ， ...， x F (X *)
6
从以上实例中，可以看出模型有以下特点：
模型反映了真实系统的特征及其变化规律 模型是实体的抽象或模仿 模型反映同类事物的共性 模型忽略了与分析无关的因素
44
经小组成员讨论得出各要素间关系（邻接矩阵）
45
计算得到可达矩阵
18
根据本题的要求，用直接分析法可以得出： 从仓库P（x,y）到用料点Pi(xi,yi)运输距离为：（两点间的距离公式）
2 2 L ( x x ) ( y y ) i i i
从仓库P（x,y）到用料点Pi(xi,yi)运输费用为：（根据题目，运输费用与 运输量和运输距离的乘积成正比）
的特征要素、相关信息和变化规律的一种抽 象表述，反映物流系统某些本质属性。
10
物流系统模型的特征：
（1）是物流系统中现实实体的抽象或模仿；
（2）由一些与物流系统分析有关的因素所组成；
（3）用来表明物流系统中各因素间的关系。
建立模型的目的 就在于通过模型 将复杂的事物简单化， 通过模型认识和掌握 系统规律和特征。
物流系统仿真 第3章
封面
走信息路
读北邮书
生产系统
（1）计算加工周期（按零件序号加工）
工件在两台设备上的加工时间 工件编号 J1 J2 J3 J4 J5
设备A
设备B
工件 J1 J2 J3 J4 J5 设备 A 开始 0 3 9 16 17
33
25
69
817
716
623
117
427
522
330
设备 B 结束 5 17 23 27 30
第三章 典型物流系统仿真与建模方法
排队系统 库存系统 生产系统 Petri网建模方法
本书的 封面
走信息路
读北邮书
排队系统
1、排队系统
Á٠ʱ ʵ Ì å （1）排队系统的基本参数 顾客源--有限/无限 到达模式--临时实体到达的规则、到达间隔及分布 服务机构--服务台数量、服务时间及分布 服务规则--选择下一个被服务实体的原则
机器 A B 总加工周期
在机器A上的作业 时间
Fmax 间
时
本书的 封面
走信息路
读北邮书
生产系统
3、两台机器排序问题的算法 约翰逊法(Johnson’s Law)， 约翰逊法解决这种问题分为4个步 骤： (1)列出所有工件在两台设备上的作业时间。 (2)找出作业时间最小者。
(3)如果该最小值是在设备 1上，将对应的工件排在前面，如果该 最小值是在设备2上，则将对应的工件排在后面。
T1 P5
P2
T2 P6
T3：2号机床加工；
P3
P4：1号机床； P5：2号机床；
P6：小车；
本书的 封面
基本物流过程的petri网模型
走信息路
走信息路
读北邮书
生产系统
（1）计算加工周期（按零件序号加工）
工件在两台设备上的加工时间 工件编号 J1 J2 J3 J4 J5
设备A
设备B
工件 J1 J2 J3 J4 J5 设备 A 开始 0 3 9 16 17
33
25
69
817
716
623
117
427
522
330
设备 B 结束 5 17 23 27 30
第三章 典型物流系统仿真与建模方法
排队系统 库存系统 生产系统 Petri网建模方法
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排队系统
1、排队系统
Á٠ʱ ʵ Ì å （1）排队系统的基本参数 顾客源--有限/无限 到达模式--临时实体到达的规则、到达间隔及分布 服务机构--服务台数量、服务时间及分布 服务规则--选择下一个被服务实体的原则
机器 A B 总加工周期
在机器A上的作业 时间
Fmax 间
时
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生产系统
3、两台机器排序问题的算法 约翰逊法(Johnson’s Law)， 约翰逊法解决这种问题分为4个步 骤： (1)列出所有工件在两台设备上的作业时间。 (2)找出作业时间最小者。
(3)如果该最小值是在设备 1上，将对应的工件排在前面，如果该 最小值是在设备2上，则将对应的工件排在后面。
T1 P5
P2
T2 P6
T3：2号机床加工；
P3
P4：1号机床； P5：2号机床；
P6：小车；
本书的 封面
基本物流过程的petri网模型
走信息路
物流系统建模与仿真 ppt课件
ppt课件
44
Models
Entity Entity
所要研究的 系统
抽象 Assumptions about the nature of the system
Entity 模型
所设想的 行为（目 标）
性能度量
ppt课件
45
ppt课件
46
7、物流系统建模步骤
（1）弄清问题，掌握真实情况。要清晰准确地了解系统的 规模、目的和范围以及判定准则，确定输出输入变量及其 表达形式。 （2）搜集资料。搜集真实可靠的资料， 对资料进行分类， 概括出本质内涵，对已研究过或成熟的经验知识和实例进 行挑选作为基本资料，供新模型选择和借鉴。
ppt课件
17
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
19
（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
物流系统建模方法 物流系统建模的原则
物流系统建模方法物流系统建模的原则下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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物流系统建模
（3）费用，在库存论中，常以费用标准来评 价和优选库存策略。经常考虑的费用项目 有库存费、订货费、生产费、缺货费等。 在实际计算库存策略的费用时，对于不同 库存策略都是相同的费用可以省略。 （4）库存补给策略，库存管理策略是指决定 什么情况下对存储进行补充，以及补充数 量的多少。
周期性检查模型:
（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。
2 i =1
6
2
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。
（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。
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。
（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。
式（4-1）是目标函数，式（4-2）、（4-3）称为约束 条件。式（4-3）称为非负要求，非负要求也是一种约 束条件。目标函数和约束条件必须全部是线性式，否则 称为非线性规划。
系统建模与仿真第三章
8
3.4.8 运行可替代实验
为精度。精度的可靠性用百分比来表示。统计技术用来分析不同场景的模
4
拟结果。一旦分析结果并得出结论，我们要能够根据模拟的目标来解释这
5
3.4.9 输出分析
1
报表、图形、表格和置信区间点图将被用于输出结果分析。置信区间
2
指出性能测度依赖的范围。这个使用上、下限来表示。上限和下限之差称
5
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
6
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。无论
7
是确定随机变量的分布类型还是确定其参数，都要以调研观测的数据为依
8
据。
9
离散事件系统仿真方法
离散事件系统仿真与连续系统仿真的方法很不相同。 ①离散事件系统模型只是一种稳态模型，无须研究状态变量从一种状态 变化到另一种状态的过程。而对于连续系统，主要是研究其动态过程，连续 系统模型一般要用微分方程描述。 ②离散事件系统中的变量大多数是随机的，例如实体的“到达”和“服务”时 间都是随机变量。仿真实验的目的是力图用大量抽样的统计结果来逼近总体 分布的统计特征值，因而需要进行多次仿真和较长时间仿真。 ③连续系统仿真中采用均匀步长推进仿真钟的原则，则离散事件系统仿 真中时间的推进是不确定的，它决定于系统的状态条件和事件发生的可能 性。
第三章 离散事件系统仿真简介
3.1 基本概念：
3.1.1 事件 事件是描述系统的另一基本要素。事件是指引起系统状态变化的行 为，系统的动态过程是靠事件来驱动的。例如，在物流系统中，工件到达 可以定义为一类事件。因为工件到达仓库，进行入库时，仓库货位的状态 会从空变为满，或者引起原来等待入库的队列长度的变化。 事件一般分为两类：必然事件和条件事件。只与时间有关的事件称为 必然事件。如果事件发生不仅与时间因素有关，而且还与其它条件有关， 则称为条件事件。系统仿真过程，最主要的工作就是分析这些必然事件 和条件事件。
3.4.8 运行可替代实验
为精度。精度的可靠性用百分比来表示。统计技术用来分析不同场景的模
4
拟结果。一旦分析结果并得出结论，我们要能够根据模拟的目标来解释这
5
3.4.9 输出分析
1
报表、图形、表格和置信区间点图将被用于输出结果分析。置信区间
2
指出性能测度依赖的范围。这个使用上、下限来表示。上限和下限之差称
5
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
6
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。无论
7
是确定随机变量的分布类型还是确定其参数，都要以调研观测的数据为依
8
据。
9
离散事件系统仿真方法
离散事件系统仿真与连续系统仿真的方法很不相同。 ①离散事件系统模型只是一种稳态模型，无须研究状态变量从一种状态 变化到另一种状态的过程。而对于连续系统，主要是研究其动态过程，连续 系统模型一般要用微分方程描述。 ②离散事件系统中的变量大多数是随机的，例如实体的“到达”和“服务”时 间都是随机变量。仿真实验的目的是力图用大量抽样的统计结果来逼近总体 分布的统计特征值，因而需要进行多次仿真和较长时间仿真。 ③连续系统仿真中采用均匀步长推进仿真钟的原则，则离散事件系统仿 真中时间的推进是不确定的，它决定于系统的状态条件和事件发生的可能 性。
第三章 离散事件系统仿真简介
3.1 基本概念：
3.1.1 事件 事件是描述系统的另一基本要素。事件是指引起系统状态变化的行 为，系统的动态过程是靠事件来驱动的。例如，在物流系统中，工件到达 可以定义为一类事件。因为工件到达仓库，进行入库时，仓库货位的状态 会从空变为满，或者引起原来等待入库的队列长度的变化。 事件一般分为两类：必然事件和条件事件。只与时间有关的事件称为 必然事件。如果事件发生不仅与时间因素有关，而且还与其它条件有关， 则称为条件事件。系统仿真过程，最主要的工作就是分析这些必然事件 和条件事件。
物流系统建模总结
物流系统建模总结一、引言物流系统建模是指对物流运作过程进行建模，以便更好地管理和优化物流系统。
物流系统建模在现代物流管理中发挥着重要的作用，可以帮助企业提高效率、降低成本、提升服务质量。
本文将从物流系统建模的概念、方法和应用等方面进行总结。
二、概念1. 物流系统物流系统是指由供应商、生产商、经销商和零售商等组成的一个完整的运输和配送网络，它包括了货物的采购、生产、仓储、配送等环节。
2. 物流系统建模物流系统建模是指将现实中的复杂物流运作过程抽象成为数学模型或计算机程序，以便对其进行分析和优化。
三、方法1. 流程图法通过绘制各个环节之间的关系图来表示整个物流运作过程，便于观察各个环节之间的联系与影响。
2. 系统动力学方法通过对整个物流系统进行动态分析和仿真来预测其未来发展趋势，并针对性地制定相应的策略。
3. 仿真方法通过构建虚拟场景来模拟物流运作过程，以便对其进行实验和优化。
4. 数据挖掘方法通过对大量的物流数据进行分析和挖掘，来发现其中的规律和特点，并为物流系统的管理和优化提供支持。
四、应用1. 物流网络设计通过对不同物流网络方案进行建模和仿真，以便选择最优方案。
2. 运输路线规划通过对运输路线进行建模和仿真，以便确定最短、最快、最经济的运输路线。
3. 库存管理通过对库存量、库存成本等因素进行建模和仿真，以便确定最佳的库存策略。
4. 服务质量评估通过对服务质量指标进行建模和仿真，以便评估物流系统的服务质量，并针对性地改进。
五、总结物流系统建模是一项重要的工具，在现代物流管理中发挥着重要作用。
在实际应用中，可以根据具体情况选择不同的建模方法，并针对性地制定相应的应用策略。
未来随着技术的发展，物流系统建模将会越来越普及，并且会有更多新技术被应用到其中。
3 物流系统建模
The rate contours for 1000-2000 pound shipments originating from the company’s Richardson, Texas DC.
Links depict the current assignment of customers to distribution centers.
案例
The new Vice President of Logistics at Sheridan Technologies has initiated a study of the company’s logistics supply chain operations, and formed a project team to analyze the following： 顾客是否从正确的DCs获得产品? 公司是否应该考虑改变现有的DCs和顾客分配策略？应该怎样改变？ Under the company’s current single sourcing distribution strategy, what is the optimal number and location of DCs that minimizes logistics costs? Before generating and analyzing any changes to the current system, the project team first wants to create a simplified model representation and ensure the model accurately represents the actual logistics system. A simplified model is desirable to better understand the significant elements and costs of the supply chain and to allow alternatives to be rapidly generated and easily interpreted.
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
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物流系统优化技术与方法
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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。
经济学第讲物流系统建模PPT课件
• 搜集资料--搜集真实可靠的资料，全面掌握资料，对资料进行分 类，概括出本质内涵，分清主次变量，把已研究过或成熟的经验 知识或实例，进行挑选作为基本资料，供新模型选择和借鉴。将 本质因素的数量关系，尽可能用数学语言来表达。
• 确定因素之间的关系--确定本质因素之间的相互关系，列出必要 的表格，绘制图形和曲线等。
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§2.2.3 物流系统建模原则
• 准确性 • 可靠性 • 简明性 • 实用性 • 反馈性
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§2.2.4 物流系统建模思路
• 直接分析法--系统较简单，问题明确，可按问题的性质直接建立 模型。
• 数据分析法--当系统结构的性质尚不够清楚，但通过分析系统功 能的已有数据或新做的试验数据可以建立协调的模型。
图形模型
流程图 方框图 结构图 网 流络 图图 资 物金 流流 图图
计算机程序
思维型
概念模型 字句型
描述型
形象模型
仿真模型 实物模型
实体模型 比例模型
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模型的分类
• 根据模型与实际系统的一致程度，可概略地把模型分为以下四类： • 实物模型 • 图形模型 • 最优化模型 • 仿真模型
• 所谓仿真模型，就是以代数和逻辑语言作出的对系统的模拟，这 种模拟通常要利用随机的数学关系，仿真的过程就是对系统模型 进行抽样试验的过程。
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仿真模型
• 仿真模型是一种适合在计算机上运行和试验的模型，主 要根据计算机运算特点、仿真方式、计算方法、精度要 求，将原始系统数学模型转换为计算机的程序。
• 确定因素之间的关系--确定本质因素之间的相互关系，列出必要 的表格，绘制图形和曲线等。
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§2.2.3 物流系统建模原则
• 准确性 • 可靠性 • 简明性 • 实用性 • 反馈性
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§2.2.4 物流系统建模思路
• 直接分析法--系统较简单，问题明确，可按问题的性质直接建立 模型。
• 数据分析法--当系统结构的性质尚不够清楚，但通过分析系统功 能的已有数据或新做的试验数据可以建立协调的模型。
图形模型
流程图 方框图 结构图 网 流络 图图 资 物金 流流 图图
计算机程序
思维型
概念模型 字句型
描述型
形象模型
仿真模型 实物模型
实体模型 比例模型
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模型的分类
• 根据模型与实际系统的一致程度，可概略地把模型分为以下四类： • 实物模型 • 图形模型 • 最优化模型 • 仿真模型
• 所谓仿真模型，就是以代数和逻辑语言作出的对系统的模拟，这 种模拟通常要利用随机的数学关系，仿真的过程就是对系统模型 进行抽样试验的过程。
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仿真模型
• 仿真模型是一种适合在计算机上运行和试验的模型，主 要根据计算机运算特点、仿真方式、计算方法、精度要 求，将原始系统数学模型转换为计算机的程序。
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建立模型一般可遵循如下几种思路：
（1）直接分析法
例3-1 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 该问题可抽象为要使长方体的表面积S最小，各边边长 应取为多少这样的数学模型。
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
物料的玛格数的计算步骤是：计算物料体积→ 确定玛格数基本值→确定修正参数→确定玛格 数。
玛格数的计算公式为
M A A(B C D E F ) 4
式中，B为物料的松密程度或密度；C 为形状；D为损 伤危险性；E 为情况；F为价值因素；A为物料的玛格
数基本值。
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4．物流流程分析
流程线路图主要用于物流“搬运”和“移动”路线的分析， 研究从工作站或设备的布置上缩短搬运距离。
y
x 2
z
2A x2
因为表面积为S=2xy+2xz+2zy
令
f (x)
x2
4A x2
(x
x2 )
x2
6A x
（2）数据分析法 （3）实验分析法 （4）人工实现法 （5）主观想象法 （6）混合法
不同条件下应采用的建模方法不同，但建立任何一 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”这样的基 本操作步骤。
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1.外部衔接分析
2. 输入因素P、Q、R、S、T
物
3. 物料分类及当量物流量
流
系
4.物流流程分析
统
分
平面图
流程图
物流图
相关图
析
模
式
5. 物流系统状态分析
流量矩阵
距离矩阵
F-D图
设备及容器
6. 可行性方案建立及调整 7. 多方案评价及选择
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第3章 物流系统建模
第3章 物流系统建模
❖ 系统:在客观世界中广泛存在，其构成因素及影 响因素的多寡、关系的繁简和规模的大小相差 悬殊。
（2）形象模型。形象模型是具有具体物理结构的模型，常称为 物理模型，它为人们提供一个系统的直观形象。包括：模拟模 型、实物模型。
3.2物流系统模型的建立
物流系统建模原则
物流系统是各种各样的，因此，建立模型问题十 分复杂，但不管建立什么样的模型，应遵循以下原 则。
* 准确性。准确地反映现实系统的本质规律。 * 可靠性。 * 简明性。模型表达方式应明确、简单扼要。 * 实用性。易于操作，方便使用。
U f (xi , yi )
式中， 为U描述系统功能的效用或准则值，也叫作目标函数； 目标函数一般是希望达到最大值（如利润、效益等) 或最小值( 如成本、支出、亏损等)。 为可控xi 变量； 为不可yi控变量，对 有影响；U 为目标函数f 与变量 ，U 之间的关xi 系函yi 数。上面的关 系式加上约束条件就形成一个完整的系统模型。
第2章 物流系统分析
❖概述 ❖生产物流系统分析基础 ❖物料搬运系统分析 ❖企业物流系统分析❖ 企业物流中心。随着自动化搬运、储存设备的发展， 及 信息网络应用的日益普及，物流中心对自动化程度的要 求也逐渐提高。
❖ 企业物流中心型态及作业流程分析。企业物流中心型态包 括:
❖ 模型:是对实体系统的抽象描述。 ❖ 物流系统的模型:是对物流系统实体的抽象描述，
它是物流决策与管理人员对物流系统进行有效 分析、规划或决策的重要手段。
3.1物流系统模型
物流系统模型的定义与特征
❖ 定义：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、系统与环境间的相 互作用，反映了所研究的物流系统的主要特征。
1）MDC。由制造厂商所成立的物流中心，产品货物的管理。 2）WDC。由批发商或代理商所成立的物流中心，客户订单的管理。 3）REDC。由零售商向上整合所成立的物流中心，销售点的管理。 4）TDC。由货运公司所成立的物流中心，储位的管理。
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2.4.1企业物流系统分析方法
1. 外部衔接分析 2．输入因素P、Q、R、S、T
P（Products）指系统物料的种类。 Q（Quantity）指数量。 R（Routing）指路线。包括工艺路线、生产流程、各工
件的加工路线以及形成的物流路线。 S（Service）表示辅助生产与服务过程的部门。 T（Timing）表示物料流动的时间。
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3．物料分类及当量物流量
（1）物料分类。物料分类具体内容，参见2.3.3物料搬运系统分 析技术中的物料分析部分。
（2）当量物流量 物流强度也称物流量，是指一定时间内通过两个物流节点间
的物料数量。 当量物流量是指在物流运动过程中一定时间内按规定标准修
正、折算搬运和运输量。其计算公式为：
f qn
式中，f为当量物流量；q为一个搬运单元的当量重量；n为单 位时间内流经某一区域或路径的单元数。
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（3）玛格数(Magnitude)
❖ 特征：①是实体的抽象或模仿。 ②是由于分析问题有关的因素所组成。 ③是用来表明这些因素间的关系。
物流系统模型的分类
（1）符号模型。符号模型是用数字、字符、运算符号组成的表 达式或表格、图形，没有具体的物理结构。符号模型包括： 1）数学模型。 2）图形模型。图形模型又可细分为流程图、方框图、结构图 及流图等。 3）计算机程序模型。 4）概念模型。
物流系统建模的要求
保持足够的精度：是指模型应把本质的东西反映进 去，把非本质的东西去掉，但又不影响模型反映现 实的真实程度； 简单实用：指模型既要精确，又要力求简单。 尽量借鉴标准形式：是在模拟某些实际对象时，如 有可能应尽量借鉴一些标准形式的模型。
物流系统建模的思路
建模是一种创造性工作，它既有大量的技术内容，又有反 映现实，反映作者思想的艺术内容。建模就是将现实世界中的 系统原型概括抽象成用某种形式表现的模型。模型的变量，通 常都包括有可控变量和不可控变量。模型可以表示如下：
5．物流系统状态分析 6. 可行性方案建立及调整 7. 多方案评价及选择
多方案评价及选择，就是在定量预计各种方案在不同环境下 所产生的效果的基础上，考虑各种有关的定性因素，并运用 已经确定好的评价准则，将多个方案进行比较和评价，显示 出每一个方案的利弊得失和效益成本，从而获得对所有可行 方案的综合评价结论。