物流系統(tǒng)仿真技術課件

物流工程與管理第5章物流系統(tǒng)仿真技術包裝與印刷工程學院李光物流工程與管理第5章物流系統(tǒng)仿真技術包裝與印刷工程學院1內容5.1物流系統(tǒng)仿真概述5.2物流系統(tǒng)模型與計算機仿真軟件5.3計算機仿真在物流系統(tǒng)規(guī)劃中的應用內容5.1物流系統(tǒng)仿真概述25.1物流系統(tǒng)仿真概述5.1.1物流系統(tǒng)仿真的概念5.1.2物流系統(tǒng)仿真的類型5.1.3物流系統(tǒng)仿真的作用5.1.3物流系統(tǒng)仿真的方法5.1物流系統(tǒng)仿真概述5.1.1物流系統(tǒng)仿真的概念35.1.1系統(tǒng)仿真的概念什么是系統(tǒng)仿真？仿真是一種模仿行為，模仿現(xiàn)有系統(tǒng)或未來系統(tǒng)的運行狀態(tài)。海灣戰(zhàn)爭以后，美軍公布了在軍事上戰(zhàn)勝伊拉克過程中，采用系統(tǒng)仿真輔助作戰(zhàn)的成功案例。美國總統(tǒng)辦公室和國防部從1992年以來，一直將“建模與仿真”列入優(yōu)先發(fā)展的先進技術。5.1.1系統(tǒng)仿真的概念什么是系統(tǒng)仿真？4從一般意義上講，系統(tǒng)仿真可以被理解為：在對一個已經存在或尚不存在的系統(tǒng)進行研究的過程中，為了解系統(tǒng)的內在特性，必須進行一定的實驗；由于一些原因（未存在，危險性大，或者成本高昂），無法在原系統(tǒng)上直接進行實驗，只能設法建立既能反映系統(tǒng)特征又能滿足系統(tǒng)實驗要求的系統(tǒng)模型，然后在該模型上進行實驗，以達到了解或設計系統(tǒng)的目的。從一般意義上講，系統(tǒng)仿真可以被理解為：5從近現(xiàn)代意義上講，所謂系統(tǒng)仿真，是指：利用計算機來運行仿真模型，模仿實際系統(tǒng)的運行狀態(tài)及其隨時間的變化情況，并通過對仿真過程的觀察和統(tǒng)計，得到仿真模型的輸出參數(shù)和基本特征，以此來估計和推斷實際系統(tǒng)的真實性能。從近現(xiàn)代意義上講，所謂系統(tǒng)仿真，是指：6所謂系統(tǒng)仿真，就是根據(jù)系統(tǒng)分析的目的，在分析系統(tǒng)各要素性質及其相互關系的基礎上，建立能描述系統(tǒng)結構或行為過程的、且具有一定邏輯關系或數(shù)量關系的仿真模型，據(jù)此進行試驗或定量分析，以獲得正確決策所需的各種信息。所謂系統(tǒng)仿真，就是根據(jù)系統(tǒng)分析的目的，在分析系統(tǒng)各要素性質及7系統(tǒng)仿真的實質(1)它是一種對系統(tǒng)問題求數(shù)值解的計算技術。尤其當系統(tǒng)無法通過建立數(shù)學模型求解時，仿真技術能有效地來處理。(2)仿真是一種人為的試驗手段。仿真實驗不是依據(jù)實際環(huán)境，而是在實際系統(tǒng)映象的系統(tǒng)模型，以及相應的“人造”環(huán)境下進行的。(3)仿真可以比較真實地描述系統(tǒng)的運行、演變及其發(fā)展過程。系統(tǒng)仿真的實質(1)它是一種對系統(tǒng)問題求數(shù)值解的計算技術。尤8系統(tǒng)仿真的特點（1）系統(tǒng)仿真是一種有效的“實驗”手段，它為一些復雜系統(tǒng)創(chuàng)造了一種計算機實驗環(huán)境，使系統(tǒng)的未來性能和長期整體特性，能在極短的時間內在計算機上得到估計、驗證和結論。（2）仿真模型通常具有面向實際過程或實際問題的特征，它可以反映系統(tǒng)中主要事物間的邏輯關系和數(shù)學關系。系統(tǒng)仿真的特點（1）系統(tǒng)仿真是一種有效的“實驗”手段，它為一9（3）仿真的輸出結果是在仿真運行過程（即仿真實驗過程）中，對系統(tǒng)行為和系統(tǒng)狀態(tài)的參數(shù)值進行計算和統(tǒng)計而得到的。這種計算和統(tǒng)計是由仿真軟件實現(xiàn)的。（4）復雜系統(tǒng)仿真往往需要考慮隨機因素的影響，每一次模型的仿真運行只是對系統(tǒng)行為的一次隨機抽樣，因此，一個完整的仿真實驗往往由仿真模型的多次獨立重復運行組成。所得到的仿真結果也只是對真實系統(tǒng)進行具有一定樣本量的仿真實驗的隨機樣本。因此，需要通過必要的統(tǒng)計處理，才能得出對真實系統(tǒng)的性能的估計。（3）仿真的輸出結果是在仿真運行過程（即仿真實驗過程）中，對10系統(tǒng)仿真的缺點（1）仿真模型本身并不具備優(yōu)化功能，每次仿真實驗只能給出實際問題的一個可行解，如果要獲得問題的最優(yōu)解，需要對多種備選方案逐一實驗，因此具有枚舉法的弱點。（2）仿真建模是直接面向問題的建模過程，對于同一個問題，由于建模人員的素質或風格上的差異或對問題了解的深度不同，往往會構造出迥然不同的仿真模型，其運行結果自然也會有差異。系統(tǒng)仿真的缺點（1）仿真模型本身并不具備優(yōu)化功能，每次仿真實11按系統(tǒng)狀態(tài)是否變化靜態(tài)系統(tǒng)動態(tài)系統(tǒng)投針試驗理發(fā)館模型按系統(tǒng)狀態(tài)的變化與時間的關系連續(xù)型系統(tǒng)：系統(tǒng)的狀態(tài)隨時間連續(xù)變化離散型系統(tǒng)：系統(tǒng)狀態(tài)僅在某些時間點上發(fā)生變化按有無隨機過程確定型系統(tǒng)：系統(tǒng)的輸出取決與輸入隨機型系統(tǒng)：包含隨機因素的系統(tǒng)物流系統(tǒng)仿真主要研究動態(tài)離散隨機排隊系統(tǒng)5.1.2系統(tǒng)仿真的類型按系統(tǒng)靜態(tài)系統(tǒng)動態(tài)系統(tǒng)投針試驗理發(fā)館模型按系統(tǒng)狀態(tài)連續(xù)型系統(tǒng)12還有一些用于系統(tǒng)(特別是社會經濟和管理系統(tǒng))仿真的特殊而有效的方法，如系統(tǒng)動力學方法、蒙特卡洛法等。還有一些用于系統(tǒng)(特別是社會經濟和管理系統(tǒng))仿真的特殊而有效13系統(tǒng)動力學是一種連續(xù)系統(tǒng)仿真技術，研究對象主要是復雜的社會經濟系統(tǒng)和生態(tài)系統(tǒng)，以及一些可以用一階微分方程組描述的系統(tǒng)。通過建立系統(tǒng)動力學模型(系統(tǒng)結構框圖、因果關系圖、流圖等)、利用DYNAMO仿真語言在計算機上實現(xiàn)對真實系統(tǒng)的仿真實驗，從而研究系統(tǒng)結構、功能和行為之間的動態(tài)關系。系統(tǒng)動力學是一種連續(xù)系統(tǒng)仿真技術，研究對象主要是復雜的社會經14蒙特卡洛(MonteCarlo)方法，或稱計算機隨機模擬方法，是一種基于“隨機數(shù)”的計算方法。這一方法源于美國在第二次世界大戰(zhàn)研制原子彈的“曼哈頓計劃”。該計劃的主持人之一、數(shù)學家馮·諾伊曼用馳名世界的賭城，摩納哥的MonteCarlo，來命名這種方法，為它蒙上了一層神秘色彩。蒙特卡洛法是基于概率論的隨機抽樣的計算方法，可以解決如下兩類的靜態(tài)或動態(tài)問題：蒙特卡洛(MonteCarlo)方法，或稱計算機隨機模擬方15問題－：某人每輪向靶子射10箭，已知其擊中靶心的概率為25％，問一輪中射中7箭的概率為多少？問題二：有一銀行營業(yè)點打算添置一臺自動存取款機（12小時服務），顧客按一定的間隔時間到來，排隊接受服務，先來者先用，后來者后用，顧客不愿在隊列中等待太久，否則會離去。管理人員想了解等待時間超過3分鐘的顧客的比例為多少，若該比例太大，則考慮再增設一臺機器。問題－：某人每輪向靶子射10箭，已知其擊中靶心的概率為25％16問題一的求解方法：1.產生均勻分布隨機數(shù)0.00～0.99（100個），某個數(shù)字出現(xiàn)的概率相等。若產生1000個這樣的數(shù)，則（1）數(shù)值為0.00～0.24大約會有250個，比例大約為0.25；（2）數(shù)值為0.25～0.99大約會有750個，比例大約為0.75。問題一的求解方法：172.以每產生一個隨機數(shù)代表射1箭，若產生的隨機數(shù)小于0.25，則代表擊中靶心，如果產生的隨機數(shù)大于或等于0.25，則表示沒有擊中靶心。若實驗的次數(shù)很多（遠大于1000），則擊中靶心的頻率接近于25％。若實驗的次數(shù)無限多，則擊中靶心的概率等于25％。2.以每產生一個隨機數(shù)代表射1箭，若產生的隨機數(shù)小于0.2183.確定一輪中擊中7箭的概率（1）每輪由計算機產生10個均勻分布的隨機數(shù)Ni（i=1，2，3，…10），代表射10箭；（2）其中若Ni小于0.25為擊中，記下該輪中擊中的次數(shù)；（3）重復(1)―(2)步，進行K輪實驗；（4）找出K輪中所有每輪擊中7次的總輪數(shù)M，則K輪中每輪擊中7箭的頻率為M/K，若K趨向無窮大時，M/K為每輪擊中7箭的概率。3.確定一輪中擊中7箭的概率19問題二的求解方法：1.模擬過程顧客到達排隊→使用存取款機→顧客離開2.調查數(shù)據(jù)觀察100位顧客到達間隔時間和使用機器的持續(xù)時間，得到如下統(tǒng)計數(shù)據(jù)：問題二的求解方法：1.模擬過程2.調查數(shù)據(jù)203.產生均勻分布的二組隨機數(shù)產生0.00-0.99間隔兩組均勻分布的隨機數(shù)。一組用于模擬顧客到達間隔時間，另一組模擬顧客用機時間。由第一組產生的一個隨機數(shù)代表當前到達存取款機的一位顧客。如：隨機數(shù)的值為0.70，通過表2.2-1，可以確定所模擬的該顧客到達的時間與前一位顧客到達時的間隔時間為5分鐘。由第二組產生的一個隨機數(shù)代表正在使用存取款機的一位顧客。如：隨機數(shù)的值為0.90，通過表2.2-2，可以確定所模擬的該顧客使用存取款機的時間為4分鐘。3.產生均勻分布的二組隨機數(shù)214.手工模擬步驟與結果（假設模擬開始時間為0）顧客編號到達間隔隨機數(shù)間隔時間用機時間隨機數(shù)用機時間到達時間開始使用時間離開時間等待時間10.5740.502446020.0310.8945610130.9590.311141415040.3830.80317172004.手工模擬步驟與結果（假設模擬開始時間為0）顧客到達間隔間225.1.3系統(tǒng)仿真的作用(1)仿真的過程也是實驗的過程，而且還是系統(tǒng)地收集和積累信息的過程。尤其是對一些復雜的隨機問題，應用仿真技術是提供所需信息的唯一令人滿意的方法。(2)對一些難以建立物理模型和數(shù)學模型的對象系統(tǒng)，可通過仿真模型來順利地解決預測、分析和評價等系統(tǒng)問題。5.1.3系統(tǒng)仿真的作用(1)仿真的過程也是實驗的過程，而23(3)通過系統(tǒng)仿真，可以把一個復雜系統(tǒng)降階成若干子系統(tǒng)以便分析。(4)通過系統(tǒng)仿真，能啟發(fā)新的思想或產生新的策略，還能暴露出原系統(tǒng)中隱藏著的一些問題，以便及時解決。(3)通過系統(tǒng)仿真，可以把一個復雜系統(tǒng)降階成若干子系統(tǒng)以便分245.1.4系統(tǒng)仿真的方法1.計算機仿真的過程計算機仿真的三項基本要素是：系統(tǒng)、模型和計算機，三者之間的關系如圖5-1所示。而聯(lián)系這三個要素的基本活動是：模型設計、模型實現(xiàn)和仿真實驗，仿真過程三項基本活動之間的關系如圖5-2所示。5.1.4系統(tǒng)仿真的方法1.計算機仿真的過程25系統(tǒng)模型計算機圖5-1仿真三要素關系圖圖5-2仿真的三項基本活動對象系統(tǒng)模型設計仿真模型數(shù)學模型模型實現(xiàn)模擬電路軟件編程仿真實驗數(shù)據(jù)處理結果評估系統(tǒng)模型計算機圖5-1仿真三要素關系圖圖5-2仿真的三項26（1）建模階段在這一階段，通常是先分塊建立子系統(tǒng)的模型。若為數(shù)學模型則需要進行模型變換，即把數(shù)學模型變?yōu)榭梢栽诜抡嬗嬎銠C上運行的模型，并對其進行初步的校驗；若為物理模型，需要在功能與性能上覆蓋系統(tǒng)的對應部分。然后根據(jù)系統(tǒng)的工作原理，將子系統(tǒng)的模型進一步集成為全系統(tǒng)的仿真實驗模型。（1）建模階段27（2）模型加載階段在這一階段，利用仿真軟件將仿真模型輸入計算機。根據(jù)實驗目的的制定實驗計劃和實驗大綱，在計劃和大綱的指導下，設計一個好的流程，選定待測量變量和相應的測量點，以及適合的測量儀表。（2）模型加載階段28（3）仿真實驗階段在這一階段，轉入模型運行，即進行仿真實驗并記錄結果。（3）仿真實驗階段29（4）結果分析階段在這一階段，需要對實驗數(shù)據(jù)進行去粗取精、去偽存真的科學分析，并根據(jù)分析結果做出正確的判斷和決策。實驗的結果反映的是仿真模型系統(tǒng)的行為，這種行為能否代表實際系統(tǒng)的行為，由仿真用戶或熟悉系統(tǒng)領域的專家來判定。如果得到認可，則可以轉入文檔處理，否則，需要返回建模和模型實驗階段查找原因，或修改模型結構和參數(shù)，或檢查實驗流程和實驗方法，然后再進行實驗，直到獲得滿意結果。（4）結果分析階段302.仿真算法和仿真軟件1）仿真算法（1）集中參數(shù)系統(tǒng)數(shù)字仿真算法（2）分布參數(shù)系統(tǒng)數(shù)字仿真算法（3）離散事件系統(tǒng)數(shù)字仿真算法2.仿真算法和仿真軟件312）仿真軟件仿真軟件可提供基本的功能元素，使仿真的編程工作大大簡化，常見的有Automod、Witness、eM-Plant、Flexim、Racl等。2）仿真軟件323.仿真結果的處理根據(jù)流程運行結果，進行系統(tǒng)是否存在“瓶頸”，流程是否暢通，物流量是否能滿足要求。如果結果不理想，要根據(jù)相應的原因，調整方案或者改變參數(shù)，直至滿足物流系統(tǒng)的需求。3.仿真結果的處理335.2物流系統(tǒng)模型與計算機仿真軟件5.2.1物流系統(tǒng)模型5.2.2計算機仿真軟件5.2物流系統(tǒng)模型與計算機仿真軟件5.2.1物流系統(tǒng)模型345.2.1物流系統(tǒng)模型1.物流系統(tǒng)建模方法1）物流系統(tǒng)建模的原則（1）模型的研究目標要有針對性。（2）模型的層次邏輯要清晰明確。（3）模型選取的精度要適當可靠。（4）模型要保證仿真試驗的可行性。（5）盡量使用標準模型和標準接口。5.2.1物流系統(tǒng)模型1.物流系統(tǒng)建模方法352）物流系統(tǒng)建模的思路（1）對于結構與特性相對比較清楚的物流系統(tǒng)，比較容易建立精確數(shù)學模型進行系統(tǒng)描述。（2）對于結構比較清楚，而系統(tǒng)特性不太明確的物流系統(tǒng)，采用邏輯圖方式建立模型。2）物流系統(tǒng)建模的思路36（3）對于結構與特性都不很清楚，且又不能直接進行實驗觀察的物流系統(tǒng)，采用數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析方法進行建模。（4）當系統(tǒng)結構復雜、性質不太清楚、缺乏足夠的數(shù)據(jù)，且無法進行實驗觀察時，采用定性定量的啟發(fā)式方法及系統(tǒng)動力學方法等建模。（3）對于結構與特性都不很清楚，且又不能直接進行實驗觀察的物372.常見物流系統(tǒng)模型1）典型庫存系統(tǒng)模型確定性庫存系統(tǒng)：解析方法；隨機性庫存系統(tǒng)：計算機仿真。2.常見物流系統(tǒng)模型1）典型庫存系統(tǒng)模型38庫存控制中的基本經濟訂購批量模型EOQ：其中：-最佳訂購批量；-該物資在T時間內的總需求量；-每批次物資訂購費用；-單位物資存儲費用；-特定的存儲時間。庫存控制中的基本經濟訂購批量模型EOQ：392）典型排隊問題模型排隊論是運籌學的一個分支，也被稱為隨機服務系統(tǒng)理論。排隊論主要研究各種系統(tǒng)的排隊隊長、排隊等待時間及所提供服務等參數(shù)，以便求得更好的服務。研究排隊問題實質上就是研究如何平衡等待時間與服務臺空閑時間，即如何確定一個排隊系統(tǒng)，使服務臺效率要高，實體等待時間又不太長。2）典型排隊問題模型40例：理發(fā)館系統(tǒng)在研究理發(fā)館系統(tǒng)時，我們不考慮如下情況：（1）理發(fā)館的設備與工具；（2）理發(fā)師的個人行為（道德品質，技術高低）；（3）顧客對發(fā)型的偏好等。我們關注的是：（1）理發(fā)館的服務能力；（2）理發(fā)師的忙閑狀況；（3）顧客擁擠程度（等待理發(fā)排隊的顧客有多少）。我們的研究目的為：（1）分析系統(tǒng)運行狀況；（2）找出系統(tǒng)運行的瓶頸；（3）改造系統(tǒng)結構。例：理發(fā)館系統(tǒng)在研究理發(fā)館系統(tǒng)時，我們不考慮如下情況：41分析理發(fā)排隊系統(tǒng)：

（1）若增加理發(fā)師，則排隊減少，獲得服務的顧客會增多，理發(fā)館收入會增加，但理發(fā)師工資成本也會增加；（2）若減少理發(fā)師，則排隊嚴重，獲得服務的顧客會減少，理發(fā)館收入會減少，但理發(fā)師工資成本也會降低。由此產生了矛盾的兩個方面：

（1）增加服務能力，收入會增加但成本也會增加；（2）減少服務能力，收入會減少但成本也會減少。因此肯定會存在一個最優(yōu)的服務能力，使理發(fā)館獲得的利潤最大。分析理發(fā)排隊系統(tǒng)：42例:只有一個理發(fā)師的理發(fā)店模型到達服務離開空閑?排隊到達排隊服務離開服務臺YN例:只有一個理發(fā)師的理發(fā)店模型到服離空閑?排到達排隊服務離43第5章物流系統(tǒng)仿真技術課件44普遍使用的排隊系統(tǒng)性能指標（1）穩(wěn)態(tài)平均隊列時間p：其中：-第i個顧客排隊的時間。普遍使用的排隊系統(tǒng)性能指標（1）穩(wěn)態(tài)平均隊列時間p：45（2）穩(wěn)態(tài)平均逗留時間w：其中：-第i個顧客通過系統(tǒng)時的逗留時間。（2）穩(wěn)態(tài)平均逗留時間w：46（3）穩(wěn)態(tài)平均隊長L：其中：-t時刻的隊列長度。（3）穩(wěn)態(tài)平均隊長L：47（4）穩(wěn)態(tài)平均顧客數(shù)Q：其中：-t時刻的顧客數(shù)。（4）穩(wěn)態(tài)平均顧客數(shù)Q：485.2.2計算機仿真軟件目前商用的系統(tǒng)仿真軟件：AutomodWitnessFlexsimEmplantExtendArenaAnylogicPromodel5.2.2計算機仿真軟件目前商用的系統(tǒng)仿真軟件：491.AutoMod簡介AutoMod仿真軟件能夠達到初次使用者與專業(yè)人員的需求。你可以輕松而精確地模擬任何規(guī)模、任何精細程度的系統(tǒng)——從手工作坊到全自動化的設施。使用AutoMod的獨特功能可以提高成功率與生產力，AutoMod的獨特功能有：3D虛擬現(xiàn)實動畫、互動建模、原料運送模板、易于理解的語言。1.AutoMod簡介AutoMod仿真軟件能夠達到初次使用50AutoMod的優(yōu)點：減少設計與開發(fā)時間減少運營瓶頸的風險建模繁簡由人建模高度精確增強對設計的信心減少設計錯誤的風險支持設備投資分析AutoMod的優(yōu)點：512.Witness簡介Witness是由英國lanner公司推出的功能強大的仿真軟件系統(tǒng)。它可以用于工業(yè)規(guī)劃的離散系統(tǒng)仿真，同時又可以用于連續(xù)流體（如液壓、化工、水力）系統(tǒng)的仿真。2.Witness簡介Witness是由英國lanner公司52Witness的應用領域：汽車工業(yè)食品化學工業(yè)造紙電子

銀行和財務航空政府工程運輸Witness的應用領域：銀行和財務53目前已成功運用于國際3000多家知名企業(yè)的解決方案：Airbus公司的機場設施布局優(yōu)化BAA公司的機場物流規(guī)劃BAESYSTEMS電氣公司的流程改善Exxon化學公司的供應鏈物流系統(tǒng)規(guī)劃Ford汽車公司的工廠布局優(yōu)化和發(fā)動機生產線優(yōu)化TreborBassett公司的分銷物流系統(tǒng)規(guī)劃Motorola、Nokia公司在手機生產線上工藝流程的改進目前已成功運用于國際3000多家知名企業(yè)的解決方案：54界面整齊；操作方便；擁有直觀的元素：像Entity、Part、Machine、Vehicle等，易學易懂；可用于離散系統(tǒng)仿真，又可以用于連續(xù)流體（如液壓、化工、水力）系統(tǒng)的仿真。Witness的特點：界面整齊；Witness的特點：55Witness的用戶界面Witness的用戶界面563.Flexsim簡介Flexsim是工程師、管理者和決策人對提出的“關于操作、流程、動態(tài)系統(tǒng)的方案”進行試驗、評估、視覺化的工具。它具有完全的C++面向對象(object-oriented)性，超強的3D虛擬現(xiàn)實（3D動畫），直觀的、易懂的用戶接口，卓越的柔韌性（可伸縮性）。Flexsim是世界唯一的在圖形的模型環(huán)境中應用C++IDE和編譯程序的仿真軟件。定義模型邏輯時，可直接使用C++，而且可立刻編譯到Flexsim中。因為Flexsim具有高度的開放性和柔韌性，所以能為幾乎所有產業(yè)定制特定的模型。3.Flexsim簡介Flexsim是工程師、管理者和決策57Flexsim的主要特性

一、模型Flexsim采用經過高度開發(fā)的部件(Object)來建模。部件表示商業(yè)過程中的活動、行列，即代表著時間、空間等信息。建立模型時，只需要將相應的部件從部件庫拖放到模型視圖(View)中，各個部件具有位置(x，y，z)、速度(x，y，z)、旋轉角度(rx，ry，rz)和動態(tài)的活動(時間)等屬性。部件可以被制造、被消滅，也可以相互移到另一個部件里，除了具有自身的屬性外還可以繼承他的部件的屬性。部件的參數(shù)是簡單、快速、有效地建立生產、物流和商務過程模型的主要機能。通過部件的參數(shù)設置，我們可以對幾乎所有的物理現(xiàn)象進行模型化。例如，機械手、操作人員、隊列、輸送機、叉車、倉庫、交通信號、坦克、箱子等全都可用Flexsim來建立模型，信息情報等“軟”的部分也可很容易地使用Flexsim功能強大的部件庫來建模。Flexsim的主要特性

一、模型58Flexsim建立的倉庫模型（局部）Flexsim建立的倉庫模型（局部）59二、層次結構Flexsim可以讓建模者使模型構造更具有層次結構。建立模型的時候，每一部件都使用繼承的方法（即采用繼承結構），可以節(jié)省開發(fā)時間。Flexsim可以讓用戶充分利用MicrosoftVisualC++的層次體系特性。二、層次結構60三、量身定制目前在市場上，像Flexsim一樣能讓用戶自由自在的量身定制的仿真軟件非常罕見。軟件的所有可視窗體都可以向定制的用戶公開。建模人員可以自由地操作部件、視窗、圖形用戶界面、菜單、選擇列表和部件參數(shù)，可以在部件里增加自定義的邏輯、改變或刪掉既存的編碼，也可以從零開始建立一個全新的部件。值得一提的是，不論是用戶設定的還是新創(chuàng)建的部件都可以保存到部件庫中，而且可以應用在其它模型中。最重要的是，在Flexsim中可以用C++語言創(chuàng)建和修改部件，同時，利用C++可以控制部件的行為活動。Flexsim的界面、按鈕條、菜單、圖形用戶界面等都是由預編譯的C++庫來控制的。三、量身定制61

四、可移植性因為Flexsim的部件是向建模者公開的，所以部件可以在不同的用戶、庫和模型之間進行交換。可移植性與量身定制相結合能帶來超級的建模速度。定制的部件保存在部件庫中，建模時，只要從部件庫中拖放相應部件，就能在新模型中再現(xiàn)這些部件?？梢浦残耘c量身定制延長了部件和模型雙方的生命周期。

四、可移植性62五、仿真Flexsim具有一個非常高效的仿真引擎，該引擎可同時運行仿真和模型視圖（可視化），并且可以通過關閉模型視圖來加速仿真的運行速度。仿真運行時，利用該引擎和Flexscript語言準許用戶在仿真進行期間，改變模型的部分屬性。Flexsim能一次進行多套方案的仿真實驗。這些方案能自動進行，其結果存放在報告、圖表里，這樣我們可以非常方便地利用豐富的預定義和自定義的行為指示器，像用處、生產量、研制周期、費用等來分析每一個情節(jié)。同時很容易的把結果輸出到象微軟的Word、Excel等大眾應用軟件里，利用ODBC（開放式數(shù)據(jù)庫連接）和DDEC（動態(tài)數(shù)據(jù)交換連接）可以直接對數(shù)據(jù)庫進行讀寫數(shù)據(jù)。五、仿真63

六、可視性如果說一幅圖能夠表達上千的文字，那么Flexsim的虛擬現(xiàn)實動畫以及模型視圖就表達了無限的容量。Flexsim能利用包括最新的虛擬現(xiàn)實圖形在內的所有PC上可用的圖形。如果是擴展名為3DS、VRML、DXF和STL的3D立體圖形文件的話，可以直接調到Flexsim模型中用，而其他仿真軟件中沒有這項功能。Flexsim的VR(虛擬現(xiàn)實瀏覽窗口)放映裝置允許用戶調節(jié)光源、霧以及虛擬現(xiàn)實立體技術等場景元素。Flexsim的演示功能提供模型的藝術性表演。用Flexsim的AVI記錄器能快速生成AVI文件，無論怎樣的模型都能復制或記錄在CD上，緊急時可郵送給任何人觀看。

六、可視性64七、輸出Flexsim具有強力的商務圖表功能，海圖(Charts)、餅圖、直線圖表和3D文書能盡情地表現(xiàn)模型的信息，需要的結果可以隨時取得。Flexsim的openarchitecture允許用戶連接OBDC數(shù)據(jù)源、進行讀和寫，可以實時的連接Word和Excel。七、輸出65Flexsim建立的原材料傳輸模型（局部）Flexsim建立的原材料傳輸模型（局部）664.eM-Plant簡介eM-Plant最初由一個德國博士開發(fā)，后來被一家以色列的公司Tecnomatix買下，目前已經發(fā)布了8.1版。eM-Plant僅僅是Tecnomatix系列的一個模塊，Tecnomatix的目標顯然比Witness或Flexsim之類仿真軟件要長遠得多，它將eM-Plant作為其數(shù)字化制造系統(tǒng)解決方案中的一個環(huán)節(jié)，與其工藝規(guī)劃和制造執(zhí)行模塊整合，成功地應用在世界汽車、電子、航空等行業(yè)中，F(xiàn)ord、GE、VW、Chrysler、FIAT、Honda等等，其中Ford更是全線采用Tecnomatix的解決方案！4.eM-Plant簡介eM-Plant最初由一個德國博士開67具有很強的開放性，尤其是最近發(fā)布的8.1版，基于com技術，使得它能非常方便地與其它軟件模塊整合，并且提供了相當豐富的對外接口；元素的設計理念充分體現(xiàn)了面向對象的思想，并且在建立模型的過程中可以使用繼承派生等方法，再結合Method，就可以建立符合用戶要求的類型，而在Witness中，新的類型往往須要用Module來實現(xiàn)，不是很方便；eM-Plant也有一些弱點，比如它不能處理流體。eM-Plant的特點：具有很強的開放性，尤其是最近發(fā)布的8.1版，基于com技術，685.ExtendSim簡介ExtendSim仿真和優(yōu)化軟件是由美國ImagineThat公司開發(fā)的通用仿真平臺。EXTEND是最多世界頂尖企業(yè)在中國選擇的仿真軟件。ExtendSim的獨特之處在于提供了一個充分擴展的平臺和一個隨意發(fā)揮的仿真環(huán)境，你只要有自己的行業(yè)經驗，只要懂C語言，就可以開發(fā)自己的行業(yè)模塊。

ExtendSim開放模塊源代碼，擴展性最好，是十多個仿真軟件二次開發(fā)的核心引擎。5.ExtendSim簡介ExtendSim仿真和優(yōu)化軟件是69ExtendSim的特點：全球用戶最多，已超過13000家；開放模塊源代碼，擴展性最好；價格最便宜，是其他主流仿真軟件價格的1/3到1/5；性價比最好；學習最容易，建模效率最高，成功應用案例最多，技術支持力量最強。ExtendSim的特點：706.Arena簡介Arena是美國SystemModeling公司于1993年基于SIMAN仿真語言研制開發(fā)的可視化交互集成式離散事件模擬軟件。在諸多的仿真軟件中，Arena一直在仿真學術界有著很高的聲譽，2006年的美國冬季仿真會議上，48%的論文引用到了該軟件，這足以說明Arena的泰山北斗地位?，F(xiàn)在，Arena已經成為著名的Rockwell公司旗下的產品，其前景必將更加廣闊。經過十多年的發(fā)展，Arena的版本已經到了11.0，而這段發(fā)展歷程則是任何一個仿真軟件都不能比擬的。6.Arena簡介Arena是美國SystemModeli71無論您的決策是否會沖擊制造、供應鏈、客服營運等，ARENA皆能顯示出如何避免風險性投資、降低流程變異性、找出瓶頸以及提升盈余等。無論您的決策是否會沖擊制造、供應鏈、客服營運等，ARENA皆727.Anylogic簡介AnyLogic是一個專業(yè)虛擬原型環(huán)境，用于設計包括離散，連續(xù)和混合行為的復雜系統(tǒng)。AnyLogic可快速地構建被設計系統(tǒng)的仿真模型（虛擬原型）和系統(tǒng)的外圍環(huán)境，包括物理設備和操作人員。7.Anylogic簡介AnyLogic是一個專業(yè)虛擬原型環(huán)73Anylogic特點:最靈活最強大的仿真建模技術；開放式體系結構；可交互的二維和三維動畫；靈巧的可于網絡上運行的模型；Anylogic特點:748.Promodel簡介ProModel模擬軟件系統(tǒng)是美國PROMODEL公司開發(fā)的一款用于模擬各種生產系統(tǒng)的軟件系統(tǒng)，在歐美國家企業(yè)的生產決策中得到了廣泛的應用。8.Promodel簡介ProModel模擬軟件系統(tǒng)是美國P75Promodel功能及特點:ProModel使用標準的Windows圖形用戶界面，具有WINDOWS系統(tǒng)的所有特征；ProModel兼容多種圖片格式，如：BMP、PCX、WMF和GIF等格式；

ProModel

主要應用于模擬各種制造系統(tǒng)和服務系統(tǒng)；

ProModel的功能主要是模擬離散事件系統(tǒng)的；ProModel是一個功能非常強大的生產決策工具。Promodel功能及特點:76Promodel的建模步驟：ProModel模擬研究的過程是一個反復修訂、反復精煉、循環(huán)反復的過程。Promodel的建模步驟：ProModel模擬研究的過程是77Promodel的運行界面Promodel的運行界面78針對某一物流系統(tǒng)的功能要求、規(guī)模、物流量等基本情況，提出物流設施與設備的多種可行性配置方案，利用物流系統(tǒng)規(guī)劃仿真軟件對各種可行性方案進行仿真模擬，并通過對仿真結果的綜合評價，最終選擇合理的物流系統(tǒng)設施與設備配置方案。5.3計算機仿真在物流系統(tǒng)規(guī)劃中的應用針對某一物流系統(tǒng)的功能要求、規(guī)模、物流量等基本情況，提出物流795.3.1生產物流系統(tǒng)仿真1.流程仿真：工藝流程仿真、業(yè)務流程仿真2.生產節(jié)拍仿真3.生產計劃優(yōu)化仿真4.生產能力仿真5.物料搬運系統(tǒng)仿真6.工廠布局仿真7.再制造生產物流系統(tǒng)仿真5.3.1生產物流系統(tǒng)仿真1.流程仿真：工藝流程仿真、業(yè)務805.3.2自動化物流系統(tǒng)仿真1.自動存取系統(tǒng)（AS/RS）仿真2.自動引導小車系統(tǒng)（AGVS）仿真3.自動分揀系統(tǒng)（ASS）仿真5.3.2自動化物流系統(tǒng)仿真1.自動存取系統(tǒng)（AS/RS）815.3.3物流配送中心仿真1.管理調度策略仿真：配送中心定單排序策略仿真、揀選方式的選擇仿真、貨位分配仿真2.作業(yè)過程仿真：運輸設備調度策略的選擇與比較仿真、揀選路徑選擇的仿真3.系統(tǒng)配置與布局仿真：設備選型仿真、關鍵設備能力冗余仿真、設備運行協(xié)調性仿真5.3.3物流配送中心仿真1.管理調度策略仿真：配送中心定825.3.4供應鏈庫存系統(tǒng)仿真單品種、單節(jié)點庫存仿真生產/庫存系統(tǒng)仿真分銷庫存系統(tǒng)仿真多級庫存系統(tǒng)仿真5.3.4供應鏈庫存系統(tǒng)仿真單品種、單節(jié)點庫存仿真83物流工程與管理第5章物流系統(tǒng)仿真技術包裝與印刷工程學院李光物流工程與管理第5章物流系統(tǒng)仿真技術包裝與印刷工程學院84內容5.1物流系統(tǒng)仿真概述5.2物流系統(tǒng)模型與計算機仿真軟件5.3計算機仿真在物流系統(tǒng)規(guī)劃中的應用內容5.1物流系統(tǒng)仿真概述855.1物流系統(tǒng)仿真概述5.1.1物流系統(tǒng)仿真的概念5.1.2物流系統(tǒng)仿真的類型5.1.3物流系統(tǒng)仿真的作用5.1.3物流系統(tǒng)仿真的方法5.1物流系統(tǒng)仿真概述5.1.1物流系統(tǒng)仿真的概念865.1.1系統(tǒng)仿真的概念什么是系統(tǒng)仿真？仿真是一種模仿行為，模仿現(xiàn)有系統(tǒng)或未來系統(tǒng)的運行狀態(tài)。海灣戰(zhàn)爭以后，美軍公布了在軍事上戰(zhàn)勝伊拉克過程中，采用系統(tǒng)仿真輔助作戰(zhàn)的成功案例。美國總統(tǒng)辦公室和國防部從1992年以來，一直將“建模與仿真”列入優(yōu)先發(fā)展的先進技術。5.1.1系統(tǒng)仿真的概念什么是系統(tǒng)仿真？87從一般意義上講，系統(tǒng)仿真可以被理解為：在對一個已經存在或尚不存在的系統(tǒng)進行研究的過程中，為了解系統(tǒng)的內在特性，必須進行一定的實驗；由于一些原因（未存在，危險性大，或者成本高昂），無法在原系統(tǒng)上直接進行實驗，只能設法建立既能反映系統(tǒng)特征又能滿足系統(tǒng)實驗要求的系統(tǒng)模型，然后在該模型上進行實驗，以達到了解或設計系統(tǒng)的目的。從一般意義上講，系統(tǒng)仿真可以被理解為：88從近現(xiàn)代意義上講，所謂系統(tǒng)仿真，是指：利用計算機來運行仿真模型，模仿實際系統(tǒng)的運行狀態(tài)及其隨時間的變化情況，并通過對仿真過程的觀察和統(tǒng)計，得到仿真模型的輸出參數(shù)和基本特征，以此來估計和推斷實際系統(tǒng)的真實性能。從近現(xiàn)代意義上講，所謂系統(tǒng)仿真，是指：89所謂系統(tǒng)仿真，就是根據(jù)系統(tǒng)分析的目的，在分析系統(tǒng)各要素性質及其相互關系的基礎上，建立能描述系統(tǒng)結構或行為過程的、且具有一定邏輯關系或數(shù)量關系的仿真模型，據(jù)此進行試驗或定量分析，以獲得正確決策所需的各種信息。所謂系統(tǒng)仿真，就是根據(jù)系統(tǒng)分析的目的，在分析系統(tǒng)各要素性質及90系統(tǒng)仿真的實質(1)它是一種對系統(tǒng)問題求數(shù)值解的計算技術。尤其當系統(tǒng)無法通過建立數(shù)學模型求解時，仿真技術能有效地來處理。(2)仿真是一種人為的試驗手段。仿真實驗不是依據(jù)實際環(huán)境，而是在實際系統(tǒng)映象的系統(tǒng)模型，以及相應的“人造”環(huán)境下進行的。(3)仿真可以比較真實地描述系統(tǒng)的運行、演變及其發(fā)展過程。系統(tǒng)仿真的實質(1)它是一種對系統(tǒng)問題求數(shù)值解的計算技術。尤91系統(tǒng)仿真的特點（1）系統(tǒng)仿真是一種有效的“實驗”手段，它為一些復雜系統(tǒng)創(chuàng)造了一種計算機實驗環(huán)境，使系統(tǒng)的未來性能和長期整體特性，能在極短的時間內在計算機上得到估計、驗證和結論。（2）仿真模型通常具有面向實際過程或實際問題的特征，它可以反映系統(tǒng)中主要事物間的邏輯關系和數(shù)學關系。系統(tǒng)仿真的特點（1）系統(tǒng)仿真是一種有效的“實驗”手段，它為一92（3）仿真的輸出結果是在仿真運行過程（即仿真實驗過程）中，對系統(tǒng)行為和系統(tǒng)狀態(tài)的參數(shù)值進行計算和統(tǒng)計而得到的。這種計算和統(tǒng)計是由仿真軟件實現(xiàn)的。（4）復雜系統(tǒng)仿真往往需要考慮隨機因素的影響，每一次模型的仿真運行只是對系統(tǒng)行為的一次隨機抽樣，因此，一個完整的仿真實驗往往由仿真模型的多次獨立重復運行組成。所得到的仿真結果也只是對真實系統(tǒng)進行具有一定樣本量的仿真實驗的隨機樣本。因此，需要通過必要的統(tǒng)計處理，才能得出對真實系統(tǒng)的性能的估計。（3）仿真的輸出結果是在仿真運行過程（即仿真實驗過程）中，對93系統(tǒng)仿真的缺點（1）仿真模型本身并不具備優(yōu)化功能，每次仿真實驗只能給出實際問題的一個可行解，如果要獲得問題的最優(yōu)解，需要對多種備選方案逐一實驗，因此具有枚舉法的弱點。（2）仿真建模是直接面向問題的建模過程，對于同一個問題，由于建模人員的素質或風格上的差異或對問題了解的深度不同，往往會構造出迥然不同的仿真模型，其運行結果自然也會有差異。系統(tǒng)仿真的缺點（1）仿真模型本身并不具備優(yōu)化功能，每次仿真實94按系統(tǒng)狀態(tài)是否變化靜態(tài)系統(tǒng)動態(tài)系統(tǒng)投針試驗理發(fā)館模型按系統(tǒng)狀態(tài)的變化與時間的關系連續(xù)型系統(tǒng)：系統(tǒng)的狀態(tài)隨時間連續(xù)變化離散型系統(tǒng)：系統(tǒng)狀態(tài)僅在某些時間點上發(fā)生變化按有無隨機過程確定型系統(tǒng)：系統(tǒng)的輸出取決與輸入隨機型系統(tǒng)：包含隨機因素的系統(tǒng)物流系統(tǒng)仿真主要研究動態(tài)離散隨機排隊系統(tǒng)5.1.2系統(tǒng)仿真的類型按系統(tǒng)靜態(tài)系統(tǒng)動態(tài)系統(tǒng)投針試驗理發(fā)館模型按系統(tǒng)狀態(tài)連續(xù)型系統(tǒng)95還有一些用于系統(tǒng)(特別是社會經濟和管理系統(tǒng))仿真的特殊而有效的方法，如系統(tǒng)動力學方法、蒙特卡洛法等。還有一些用于系統(tǒng)(特別是社會經濟和管理系統(tǒng))仿真的特殊而有效96系統(tǒng)動力學是一種連續(xù)系統(tǒng)仿真技術，研究對象主要是復雜的社會經濟系統(tǒng)和生態(tài)系統(tǒng)，以及一些可以用一階微分方程組描述的系統(tǒng)。通過建立系統(tǒng)動力學模型(系統(tǒng)結構框圖、因果關系圖、流圖等)、利用DYNAMO仿真語言在計算機上實現(xiàn)對真實系統(tǒng)的仿真實驗，從而研究系統(tǒng)結構、功能和行為之間的動態(tài)關系。系統(tǒng)動力學是一種連續(xù)系統(tǒng)仿真技術，研究對象主要是復雜的社會經97蒙特卡洛(MonteCarlo)方法，或稱計算機隨機模擬方法，是一種基于“隨機數(shù)”的計算方法。這一方法源于美國在第二次世界大戰(zhàn)研制原子彈的“曼哈頓計劃”。該計劃的主持人之一、數(shù)學家馮·諾伊曼用馳名世界的賭城，摩納哥的MonteCarlo，來命名這種方法，為它蒙上了一層神秘色彩。蒙特卡洛法是基于概率論的隨機抽樣的計算方法，可以解決如下兩類的靜態(tài)或動態(tài)問題：蒙特卡洛(MonteCarlo)方法，或稱計算機隨機模擬方98問題－：某人每輪向靶子射10箭，已知其擊中靶心的概率為25％，問一輪中射中7箭的概率為多少？問題二：有一銀行營業(yè)點打算添置一臺自動存取款機（12小時服務），顧客按一定的間隔時間到來，排隊接受服務，先來者先用，后來者后用，顧客不愿在隊列中等待太久，否則會離去。管理人員想了解等待時間超過3分鐘的顧客的比例為多少，若該比例太大，則考慮再增設一臺機器。問題－：某人每輪向靶子射10箭，已知其擊中靶心的概率為25％99問題一的求解方法：1.產生均勻分布隨機數(shù)0.00～0.99（100個），某個數(shù)字出現(xiàn)的概率相等。若產生1000個這樣的數(shù)，則（1）數(shù)值為0.00～0.24大約會有250個，比例大約為0.25；（2）數(shù)值為0.25～0.99大約會有750個，比例大約為0.75。問題一的求解方法：1002.以每產生一個隨機數(shù)代表射1箭，若產生的隨機數(shù)小于0.25，則代表擊中靶心，如果產生的隨機數(shù)大于或等于0.25，則表示沒有擊中靶心。若實驗的次數(shù)很多（遠大于1000），則擊中靶心的頻率接近于25％。若實驗的次數(shù)無限多，則擊中靶心的概率等于25％。2.以每產生一個隨機數(shù)代表射1箭，若產生的隨機數(shù)小于0.21013.確定一輪中擊中7箭的概率（1）每輪由計算機產生10個均勻分布的隨機數(shù)Ni（i=1，2，3，…10），代表射10箭；（2）其中若Ni小于0.25為擊中，記下該輪中擊中的次數(shù)；（3）重復(1)―(2)步，進行K輪實驗；（4）找出K輪中所有每輪擊中7次的總輪數(shù)M，則K輪中每輪擊中7箭的頻率為M/K，若K趨向無窮大時，M/K為每輪擊中7箭的概率。3.確定一輪中擊中7箭的概率102問題二的求解方法：1.模擬過程顧客到達排隊→使用存取款機→顧客離開2.調查數(shù)據(jù)觀察100位顧客到達間隔時間和使用機器的持續(xù)時間，得到如下統(tǒng)計數(shù)據(jù)：問題二的求解方法：1.模擬過程2.調查數(shù)據(jù)1033.產生均勻分布的二組隨機數(shù)產生0.00-0.99間隔兩組均勻分布的隨機數(shù)。一組用于模擬顧客到達間隔時間，另一組模擬顧客用機時間。由第一組產生的一個隨機數(shù)代表當前到達存取款機的一位顧客。如：隨機數(shù)的值為0.70，通過表2.2-1，可以確定所模擬的該顧客到達的時間與前一位顧客到達時的間隔時間為5分鐘。由第二組產生的一個隨機數(shù)代表正在使用存取款機的一位顧客。如：隨機數(shù)的值為0.90，通過表2.2-2，可以確定所模擬的該顧客使用存取款機的時間為4分鐘。3.產生均勻分布的二組隨機數(shù)1044.手工模擬步驟與結果（假設模擬開始時間為0）顧客編號到達間隔隨機數(shù)間隔時間用機時間隨機數(shù)用機時間到達時間開始使用時間離開時間等待時間10.5740.502446020.0310.8945610130.9590.311141415040.3830.80317172004.手工模擬步驟與結果（假設模擬開始時間為0）顧客到達間隔間1055.1.3系統(tǒng)仿真的作用(1)仿真的過程也是實驗的過程，而且還是系統(tǒng)地收集和積累信息的過程。尤其是對一些復雜的隨機問題，應用仿真技術是提供所需信息的唯一令人滿意的方法。(2)對一些難以建立物理模型和數(shù)學模型的對象系統(tǒng)，可通過仿真模型來順利地解決預測、分析和評價等系統(tǒng)問題。5.1.3系統(tǒng)仿真的作用(1)仿真的過程也是實驗的過程，而106(3)通過系統(tǒng)仿真，可以把一個復雜系統(tǒng)降階成若干子系統(tǒng)以便分析。(4)通過系統(tǒng)仿真，能啟發(fā)新的思想或產生新的策略，還能暴露出原系統(tǒng)中隱藏著的一些問題，以便及時解決。(3)通過系統(tǒng)仿真，可以把一個復雜系統(tǒng)降階成若干子系統(tǒng)以便分1075.1.4系統(tǒng)仿真的方法1.計算機仿真的過程計算機仿真的三項基本要素是：系統(tǒng)、模型和計算機，三者之間的關系如圖5-1所示。而聯(lián)系這三個要素的基本活動是：模型設計、模型實現(xiàn)和仿真實驗，仿真過程三項基本活動之間的關系如圖5-2所示。5.1.4系統(tǒng)仿真的方法1.計算機仿真的過程108系統(tǒng)模型計算機圖5-1仿真三要素關系圖圖5-2仿真的三項基本活動對象系統(tǒng)模型設計仿真模型數(shù)學模型模型實現(xiàn)模擬電路軟件編程仿真實驗數(shù)據(jù)處理結果評估系統(tǒng)模型計算機圖5-1仿真三要素關系圖圖5-2仿真的三項109（1）建模階段在這一階段，通常是先分塊建立子系統(tǒng)的模型。若為數(shù)學模型則需要進行模型變換，即把數(shù)學模型變?yōu)榭梢栽诜抡嬗嬎銠C上運行的模型，并對其進行初步的校驗；若為物理模型，需要在功能與性能上覆蓋系統(tǒng)的對應部分。然后根據(jù)系統(tǒng)的工作原理，將子系統(tǒng)的模型進一步集成為全系統(tǒng)的仿真實驗模型。（1）建模階段110（2）模型加載階段在這一階段，利用仿真軟件將仿真模型輸入計算機。根據(jù)實驗目的的制定實驗計劃和實驗大綱，在計劃和大綱的指導下，設計一個好的流程，選定待測量變量和相應的測量點，以及適合的測量儀表。（2）模型加載階段111（3）仿真實驗階段在這一階段，轉入模型運行，即進行仿真實驗并記錄結果。（3）仿真實驗階段112（4）結果分析階段在這一階段，需要對實驗數(shù)據(jù)進行去粗取精、去偽存真的科學分析，并根據(jù)分析結果做出正確的判斷和決策。實驗的結果反映的是仿真模型系統(tǒng)的行為，這種行為能否代表實際系統(tǒng)的行為，由仿真用戶或熟悉系統(tǒng)領域的專家來判定。如果得到認可，則可以轉入文檔處理，否則，需要返回建模和模型實驗階段查找原因，或修改模型結構和參數(shù)，或檢查實驗流程和實驗方法，然后再進行實驗，直到獲得滿意結果。（4）結果分析階段1132.仿真算法和仿真軟件1）仿真算法（1）集中參數(shù)系統(tǒng)數(shù)字仿真算法（2）分布參數(shù)系統(tǒng)數(shù)字仿真算法（3）離散事件系統(tǒng)數(shù)字仿真算法2.仿真算法和仿真軟件1142）仿真軟件仿真軟件可提供基本的功能元素，使仿真的編程工作大大簡化，常見的有Automod、Witness、eM-Plant、Flexim、Racl等。2）仿真軟件1153.仿真結果的處理根據(jù)流程運行結果，進行系統(tǒng)是否存在“瓶頸”，流程是否暢通，物流量是否能滿足要求。如果結果不理想，要根據(jù)相應的原因，調整方案或者改變參數(shù)，直至滿足物流系統(tǒng)的需求。3.仿真結果的處理1165.2物流系統(tǒng)模型與計算機仿真軟件5.2.1物流系統(tǒng)模型5.2.2計算機仿真軟件5.2物流系統(tǒng)模型與計算機仿真軟件5.2.1物流系統(tǒng)模型1175.2.1物流系統(tǒng)模型1.物流系統(tǒng)建模方法1）物流系統(tǒng)建模的原則（1）模型的研究目標要有針對性。（2）模型的層次邏輯要清晰明確。（3）模型選取的精度要適當可靠。（4）模型要保證仿真試驗的可行性。（5）盡量使用標準模型和標準接口。5.2.1物流系統(tǒng)模型1.物流系統(tǒng)建模方法1182）物流系統(tǒng)建模的思路（1）對于結構與特性相對比較清楚的物流系統(tǒng)，比較容易建立精確數(shù)學模型進行系統(tǒng)描述。（2）對于結構比較清楚，而系統(tǒng)特性不太明確的物流系統(tǒng)，采用邏輯圖方式建立模型。2）物流系統(tǒng)建模的思路119（3）對于結構與特性都不很清楚，且又不能直接進行實驗觀察的物流系統(tǒng)，采用數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析方法進行建模。（4）當系統(tǒng)結構復雜、性質不太清楚、缺乏足夠的數(shù)據(jù)，且無法進行實驗觀察時，采用定性定量的啟發(fā)式方法及系統(tǒng)動力學方法等建模。（3）對于結構與特性都不很清楚，且又不能直接進行實驗觀察的物1202.常見物流系統(tǒng)模型1）典型庫存系統(tǒng)模型確定性庫存系統(tǒng)：解析方法；隨機性庫存系統(tǒng)：計算機仿真。2.常見物流系統(tǒng)模型1）典型庫存系統(tǒng)模型121庫存控制中的基本經濟訂購批量模型EOQ：其中：-最佳訂購批量；-該物資在T時間內的總需求量；-每批次物資訂購費用；-單位物資存儲費用；-特定的存儲時間。庫存控制中的基本經濟訂購批量模型EOQ：1222）典型排隊問題模型排隊論是運籌學的一個分支，也被稱為隨機服務系統(tǒng)理論。排隊論主要研究各種系統(tǒng)的排隊隊長、排隊等待時間及所提供服務等參數(shù)，以便求得更好的服務。研究排隊問題實質上就是研究如何平衡等待時間與服務臺空閑時間，即如何確定一個排隊系統(tǒng)，使服務臺效率要高，實體等待時間又不太長。2）典型排隊問題模型123例：理發(fā)館系統(tǒng)在研究理發(fā)館系統(tǒng)時，我們不考慮如下情況：（1）理發(fā)館的設備與工具；（2）理發(fā)師的個人行為（道德品質，技術高低）；（3）顧客對發(fā)型的偏好等。我們關注的是：（1）理發(fā)館的服務能力；（2）理發(fā)師的忙閑狀況；（3）顧客擁擠程度（等待理發(fā)排隊的顧客有多少）。我們的研究目的為：（1）分析系統(tǒng)運行狀況；（2）找出系統(tǒng)運行的瓶頸；（3）改造系統(tǒng)結構。例：理發(fā)館系統(tǒng)在研究理發(fā)館系統(tǒng)時，我們不考慮如下情況：124分析理發(fā)排隊系統(tǒng)：

（1）若增加理發(fā)師，則排隊減少，獲得服務的顧客會增多，理發(fā)館收入會增加，但理發(fā)師工資成本也會增加；（2）若減少理發(fā)師，則排隊嚴重，獲得服務的顧客會減少，理發(fā)館收入會減少，但理發(fā)師工資成本也會降低。由此產生了矛盾的兩個方面：

（1）增加服務能力，收入會增加但成本也會增加；（2）減少服務能力，收入會減少但成本也會減少。因此肯定會存在一個最優(yōu)的服務能力，使理發(fā)館獲得的利潤最大。分析理發(fā)排隊系統(tǒng)：125例:只有一個理發(fā)師的理發(fā)店模型到達服務離開空閑?排隊到達排隊服務離開服務臺YN例:只有一個理發(fā)師的理發(fā)店模型到服離空閑?排到達排隊服務離126第5章物流系統(tǒng)仿真技術課件127普遍使用的排隊系統(tǒng)性能指標（1）穩(wěn)態(tài)平均隊列時間p：其中：-第i個顧客排隊的時間。普遍使用的排隊系統(tǒng)性能指標（1）穩(wěn)態(tài)平均隊列時間p：128（2）穩(wěn)態(tài)平均逗留時間w：其中：-第i個顧客通過系統(tǒng)時的逗留時間。（2）穩(wěn)態(tài)平均逗留時間w：129（3）穩(wěn)態(tài)平均隊長L：其中：-t時刻的隊列長度。（3）穩(wěn)態(tài)平均隊長L：130（4）穩(wěn)態(tài)平均顧客數(shù)Q：其中：-t時刻的顧客數(shù)。（4）穩(wěn)態(tài)平均顧客數(shù)Q：1315.2.2計算機仿真軟件目前商用的系統(tǒng)仿真軟件：AutomodWitnessFlexsimEmplantExtendArenaAnylogicPromodel5.2.2計算機仿真軟件目前商用的系統(tǒng)仿真軟件：1321.AutoMod簡介AutoMod仿真軟件能夠達到初次使用者與專業(yè)人員的需求。你可以輕松而精確地模擬任何規(guī)模、任何精細程度的系統(tǒng)——從手工作坊到全自動化的設施。使用AutoMod的獨特功能可以提高成功率與生產力，AutoMod的獨特功能有：3D虛擬現(xiàn)實動畫、互動建模、原料運送模板、易于理解的語言。1.AutoMod簡介AutoMod仿真軟件能夠達到初次使用133AutoMod的優(yōu)點：減少設計與開發(fā)時間減少運營瓶頸的風險建模繁簡由人建模高度精確增強對設計的信心減少設計錯誤的風險支持設備投資分析AutoMod的優(yōu)點：1342.Witness簡介Witness是由英國lanner公司推出的功能強大的仿真軟件系統(tǒng)。它可以用于工業(yè)規(guī)劃的離散系統(tǒng)仿真，同時又可以用于連續(xù)流體（如液壓、化工、水力）系統(tǒng)的仿真。2.Witness簡介Witness是由英國lanner公司135Witness的應用領域：汽車工業(yè)食品化學工業(yè)造紙電子

銀行和財務航空政府工程運輸Witness的應用領域：銀行和財務136目前已成功運用于國際3000多家知名企業(yè)的解決方案：Airbus公司的機場設施布局優(yōu)化BAA公司的機場物流規(guī)劃BAESYSTEMS電氣公司的流程改善Exxon化學公司的供應鏈物流系統(tǒng)規(guī)劃Ford汽車公司的工廠布局優(yōu)化和發(fā)動機生產線優(yōu)化TreborBassett公司的分銷物流系統(tǒng)規(guī)劃Motorola、Nokia公司在手機生產線上工藝流程的改進目前已成功運用于國際3000多家知名企業(yè)的解決方案：137界面整齊；操作方便；擁有直觀的元素：像Entity、Part、Machine、Vehicle等，易學易懂；可用于離散系統(tǒng)仿真，又可以用于連續(xù)流體（如液壓、化工、水力）系統(tǒng)的仿真。Witness的特點：界面整齊；Witness的特點：138Witness的用戶界面Witness的用戶界面1393.Flexsim簡介Flexsim是工程師、管理者和決策人對提出的“關于操作、流程、動態(tài)系統(tǒng)的方案”進行試驗、評估、視覺化的工具。它具有完全的C++面向對象(object-oriented)性，超強的3D虛擬現(xiàn)實（3D動畫），直觀的、易懂的用戶接口，卓越的柔韌性（可伸縮性）。Flexsim是世界唯一的在圖形的模型環(huán)境中應用C++IDE和編譯程序的仿真軟件。定義模型邏輯時，可直接使用C++，而且可立刻編譯到Flexsim中。因為Flexsim具有高度的開放性和柔韌性，所以能為幾乎所有產業(yè)定制特定的模型。3.Flexsim簡介Flexsim是工程師、管理者和決策140Flexsim的主要特性

一、模型Flexsim采用經過高度開發(fā)的部件(Object)來建模。部件表示商業(yè)過程中的活動、行列，即代表著時間、空間等信息。建立模型時，只需要將相應的部件從部件庫拖放到模型視圖(View)中，各個部件具有位置(x，y，z)、速度(x，y，z)、旋轉角度(rx，ry，rz)和動態(tài)的活動(時間)等屬性。部件可以被制造、被消滅，也可以相互移到另一個部件里，除了具有自身的屬性外還可以繼承他的部件的屬性。部件的參數(shù)是簡單、快速、有效地建立生產、物流和商務過程模型的主要機能。通過部件的參數(shù)設置，我們可以對幾乎所有的物理現(xiàn)象進行模型化。例如，機械手、操作人員、隊列、輸送機、叉車、倉庫、交通信號、坦克、箱子等全都可用Flexsim來建立模型，信息情報等“軟”的部分也可很容易地使用Flexsim功能強大的部件庫來建模。Flexsim的主要特性

一、模型141Flexsim建立的倉庫模型（局部）Flexsim建立的倉庫模型（局部）142二、層次結構Flexsim可以讓建模者使模型構造更具有層次結構。建立模型的時候，每一部件都使用繼承的方法（即采用繼承結構），可以節(jié)省開發(fā)時間。Flexsim可以讓用戶充分利用MicrosoftVisualC++的層次體系特性。二、層次結構143三、量身定制目前在市場上，像Flexsim一樣能讓用戶自由自在的量身定制的仿真軟件非常罕見。軟件的所有可視窗體都可以向定制的用戶公開。建模人員可以自由地操作部件、視窗、圖形用戶界面、菜單、選擇列表和部件參數(shù)，可以在部件里增加自定義的邏輯、改變或刪掉既存的編碼，也可以從零開始建立一個全新的部件。值得一提的是，不論是用戶設定的還是新創(chuàng)建的部件都可以保存到部件庫中，而且可以應用在其它模型中。最重要的是，在Flexsim中可以用C++語言創(chuàng)建和修改部件，同時，利用C++可以控制部件的行為活動。Flexsim的界面、按鈕條、菜單、圖形用戶界面等都是由預編譯的C++庫來控制的。三、量身定制144

四、可移植性因為Flexsim的部件是向建模者公開的，所以部件可以在不同的用戶、庫和模型之間進行交換。可移植性與量身定制相結合能帶來超級的建模速度。定制的部件保存在部件庫中，建模時，只要從部件庫中拖放相應部件，就能在新模型中再現(xiàn)這些部件。可移植性與量身定制延長了部件和模型雙方的生命周期。

四、可移植性145五、仿真Flexsim具有一個非常高效的仿真引擎，該引擎可同時運行仿真和模型視圖（可視化），并且可以通過關閉模型視圖來加速仿真的運行速度。仿真運行時，利用該引擎和Flexscript語言準許用戶在仿真進行期間，改變模型的部分屬性。Flexsim能一次進行多套方案的仿真實驗。這些方案能自動進行，其結果存放在報告、圖表里，這樣我們可以非常方便地利用豐富的預定義和自定義的行為指示器，像用處、生產量、研制周期、費用等來分析每一個情節(jié)。同時很容易的把結果輸出到象微軟的Word、Excel等大眾應用軟件里，利用ODBC（開放式數(shù)據(jù)庫連接）和DDEC（動態(tài)數(shù)據(jù)交換連接）可以直接對數(shù)據(jù)庫進行讀寫數(shù)據(jù)。五、仿真146

六、可視性如果說一幅圖能夠表達上千的文字，那么Flexsim的虛擬現(xiàn)實動畫以及模型視圖就表達了無限的容量。Flexsim能利用包括最新的虛擬現(xiàn)實圖形在內的所有PC上可用的圖形。如果是擴展名為3DS、VRML、DXF和STL的3D立體圖形文件的話，可以直接調到Flexsim模型中用，而其他仿真軟件中沒有這項功能。Flexsim的VR(虛擬現(xiàn)實瀏覽窗口)放映裝置允許用戶調節(jié)光源、霧以及虛擬現(xiàn)實立體技術等場景元素。Flexsim的演示功能提供模型的藝術性表演。用Flexsim的AVI記錄器能快速生成AVI文件，無論怎樣的模型都能復制或記錄在CD上，緊急時可郵送給任何人觀看。

六、可視性147七、輸出Flexsim具有強力的商務圖表功能，海圖(Charts)、餅圖、直線圖表和3D文書能盡情地表現(xiàn)模型的信息，需要的結果可以隨時取得。Flexsim的openarchitecture允許用戶連接OBDC數(shù)據(jù)源、進行讀和寫，可以實時的連接Word和Excel。七、輸出148Flexsim建立的原材料傳輸模型（局部）Flexsim建立的原材料傳輸模型（局部）1494.eM-Plant簡介eM-Plant最初由一個德國博士開發(fā)，后來被一家以色列的公司Tecnomatix買下，目前已經發(fā)布了8.1版。eM-Plant僅僅是Tecnomatix系列的一個模塊，Tecnomatix的目標顯然比Witness或Flexsim之類仿真軟件