11 物流仿真技术 11.1物流系统仿真 11.2 物流仿真方法 知识归纳 复习题

学习目的与要求 通过本章的学习，您应该能够： 知识目标 （1）掌握物流仿真的基本步骤 （2）明晰物流仿真的概念及原理 （3）了解物流系统仿真的特点 （4）知道常用的物流仿真软件 （5）有效把握配送中心仿真建模需要考虑的因素 （6）熟悉计算机仿真的一般过程 能力目标 （1）能够操作物流仿真软件 （2）能够分析物流仿真的基本步骤 （3）能够模拟配送中心仿真建模 （4）能够完成计算机仿真的一般过程 （5）能够比较各种常用物流仿真软件的优缺点

关键词汇 物流仿真(Logistics Simulation) 物流系统（Logistics System） 计算机仿真(Computer Simulation) 仿真模型（Simulation Model） 仿真软件（Simulation Software） 功能模块（Function Module） 编制仿真程序（Preparation of Simulation Program） 作业过程仿真（Process Simulation）

11.1物流系统仿真 11.1.1物流系统仿真的概念与原理 （1）物流仿真的概念 物流仿真是借助计算机技术、网络技术和数学手段，采用虚拟现实方法，对物流系统进行实际模仿的一项应用技术，它需要借助计算机仿真技术对现实物流系统进行系统建模与求解算法分析，通过仿真实验得到各种动态活动及其过程的瞬间仿效记录，进而研究物流系统的性能和输出效果。物流仿真技术最大的优点就是不需要实际设备的安装，不需要实际实施相应的方案，即可验证如下目标： ——增加新设备后给公司或企业带来的效应； ——设计新的生产线的好坏； ——比较各种设计方案的优劣等等。 物流仿真对降低整个物流投资成本，有着重要的作用。

11.1物流系统仿真 （2）物流系统仿真原理 仿真（Simulation）是利用模型复现实际系统中发生的本质过程，并通过对系统模型的实验来研究存在的或设计中的系统，又称模拟。当所研究的系统造价昂贵、实验的危险性大或需要很长的时间才能了解系统参数变化所引起的后果时，仿真是一种特别有效的研究手段。仿真与数值计算、求解方法的区别在于它首先是一种实验技术。仿真过程包括建立仿真模型和进行仿真实验两个主要步骤。 系统仿真是以相似的原理、系统技术、信息技术及其应用领域有关专业技术为基础，以计算机和各种模拟器及专用物理效应设备为工具，利用系统模型对真实的或假象的系统进行动态研究的一门多学科的综合性技术。物流系统模型仿真是建立在对物流系统的结构及流程分析完成的基础上，通过对系统进行数学描述，也就是建立系统模型，然后通过合适的仿真方法，使该物流系统模拟实现的过程。其目的是通过仿真了解物料运输、存储的动态过程的各种统计性能，如运输设备的利用率是否合理，运输路线是否通畅，物料搬运系统的流动周期是否过长等。物流系统仿真原理如图11-1所示。

11.1物流系统仿真 图11-1物流系统仿真原理图

11.1物流系统仿真 11.1.2物流系统仿真的特点 （1）复杂系统在设计和分析的各个阶段上产生的一系列问题，利用仿真模型可将复杂问题具体化，了解系统的可行性和可靠性，验证理论的正确性，寻找解决问题的方法。 （2）利用仿真技术可避免在实际系统上试验期过长的弊端，节省人力、物力。 （3）某些复杂系统既不能用实际试验法，又不能用解析方法时，计算机仿真技术方法是唯一有效的方法，如排队系统。 （4）由于仿真试验可以多次重复，所以在研究单变量或参数对整个物流系统影响时体现出很大优势，因为这在真实物流系统中是不可能做到的。 （5）物流仿真技术不仅可以真实模拟现实运作，为实际操作人员提供培训演示，而且通过动态的模拟分析，还可以为管理决策和技术决策提供依据。 （6）便于修正。

11.1物流系统仿真 11.1.3现代物流计算机仿真技术 物流系统仿真技术是应用计算机技术和虚拟现实技术进行的物流系统的实效仿真。物流系统的设备及人员的配置、场地布局评价、工程计划以及物流系统工艺的设计论证等等是一个空间、时间与随机变量交错的复杂课题，难以用方程式或简单的表达式来解开这些难题，而物流仿真技术对解开这些难题非常有效。 物流中心生产流程模拟仿真有效地为物流中心建模，确定供应链配送中心的容量和测试业务流程。同时，使用模型作为培训工具，直观动态地模拟堆垛机货架系统、AGV系统、往复式穿梭车系统、自动分拣系统等各环节的物料处理的作业流程，以及叉车、托盘码垛机器人等装置的运动与时间的精确模拟，生成快速、流畅及专业的模型动画。通过模拟仿真帮助整个物流中心系统流程运作流畅并对统计结果做出分析解释。 （1）计算机仿真的一般过程 （2）仿真算法和仿真软件

11.2物流仿真方法 11.2.1物流仿真的基本步骤

11.2物流仿真方法 11.2.2配送中心作业系统仿真 (1)配送中心作业系统仿真的内容 (2)物流配送中心仿真建模时需要考虑的因素 ①管理调度策略仿真 ②订单流程优化仿真 ③作业过程仿真 ④设备配置与布局仿真 (2)物流配送中心仿真建模时需要考虑的因素 ①设备选型与特征参数 ②设备布局与关联 ③货物入库 ④客户订单 ⑤货位分配原则 ⑥概率性的事件 ⑦随机变量的分布 ⑧操作人员的行为

11.2物流仿真方法 11.2.3物流仿真软件案例 乐龙物流仿真软件是由日本人工智能软件公司（简称日本AIS）历时10年独立开发的拥有自主知识产权的物流仿真软件，是物流仿真软件中的一个成功案例。 图11-3物流仓储配送中心可视化系统仿真

11.2物流仿真方法 图11-4自动化仓库系统仿真 

11.2物流仿真方法 图11-5物流中心系统仿真图

知识归纳 物流仿真是借助计算机技术、网络技术和数学手段，采用虚拟现实方法，对物流系统进行实际模仿的一项应用技术，它需要借助计算机仿真技术对现实物流系统进行系统建模与求解算法分析，通过仿真实验得到各种动态活动及其过程的瞬间仿效记录，进而研究物流系统的性能和输出效果。 计算机仿真的三项基本要素是：系统、模型和计算机。具体的计算机仿真过程有以下内容：建立教学模型、建立仿真模型、编制仿真程序、进行仿真试验、结果统计分析和仿真工作总结。

知识归纳 物流仿真的基本步骤：（1）针对实际系统建立系统模型，确定模型的边界；（2）仿真建模，即根据系统的特点和仿真要求选择合适的算法；（3）程序设计，将仿真模型用计算机程序描述；（4）程序检验，程序调适的检验和仿真算法的合理性检验；（5）对模型进行实验；（6）仿真输出结果分析。 配送中心仿真涵盖了管理调度策略、作业过程、布局与设备配置等多个层面。物流配送中心仿真建模时需要确定的因素：（1）设备选型与特征参数；（2）设备布局与关联；（3）货物入库到达配送中心的货物信息，包括到达时间间隔、品种、批量、顺序等；（4）客户订单；（5）货位分配原则；（6）概率性的事件；（7）随机变量的分布；（8）操作人员的行为。

复习题 11.1试述物流仿真的概念及原理。 11.2物流系统仿真的特点是什么？ 11.3简述计算机仿真的一般过程。 11.4常用的物流仿真软件有哪些？ 11.5物流仿真的基本步骤是什么？ 11.6配送中心仿真建模时需要考虑的因素有哪些？