物流系統(tǒng)建模與仿真簡介(PPT 88頁).ppt

1、物流系統(tǒng)建模與仿真,浙江工商大學(xué) 物流管理與工程系 彭 揚 二零零五年,學(xué)習(xí)目的,1掌握物流系統(tǒng)建模的概念、過程和方法； 2掌握物流系統(tǒng)仿真的原理、框架和方法； 能對一般的物流系統(tǒng)建模，運用Flexsim, RaLC, MATLAB等軟件進行建模仿真。,教材及參考書,彭揚,吳承健.物流系統(tǒng)建模與仿真，杭州：浙江大學(xué)出版社.2009.5 李文鋒，物流系統(tǒng)建模與仿真，北京：科學(xué)出版社.2010.12 呂明哲，物流系統(tǒng)仿真，大連：東北財經(jīng)大學(xué)出版社.2008.10 楊啟帆等，數(shù)學(xué)建模，杭州：浙江大學(xué)出版社. 2010.11,課程內(nèi)容,第1章：緒論 3學(xué)時 第2章：物流系統(tǒng)建模方法 3學(xué)時 第3章：M

2、atlab與數(shù)學(xué)模型 6學(xué)時 第4章：排隊模型與存儲模型 3學(xué)時 第5章：物流系統(tǒng)仿真技術(shù) 3學(xué)時 第6章：物流仿真軟件與Flexsim基礎(chǔ) 3學(xué)時 第7章：Flexsim生產(chǎn)物流仿真 3學(xué)時 第8章： Flexsim分揀配送仿真 3學(xué)時 第9章： Flexsim高級仿真開發(fā) 3學(xué)時,引導(dǎo)問題（一）,如何認識現(xiàn)代物流？ 物流專業(yè)相關(guān)的崗位有哪些？,現(xiàn)代物流及發(fā)展,延伸閱讀：四任總理說物流！,現(xiàn)代物流業(yè)及其發(fā)展,物流業(yè)與物流學(xué)科,物流學(xué)科的定位,形式價值 （form utility） 時間價值 （time utility） 場所性價值 （place utility） 所有權(quán)價值 （possess

3、ion utility）,生產(chǎn)過程,存儲過程,運輸過程,銷售過程,物質(zhì)從供給者到需求者之間存在著空間差，把物資從供給者送到需求者中，創(chuàng)造了場所性價值。,物質(zhì)從供應(yīng)者到需要者之間有一段時間差，由于改變這一時間差所造成的價值。,商 品 價 值,7,Right product Right quality Right quantity Right place Right time Right cost Right impression,原材料、產(chǎn)成品從起點至終點及相關(guān)信息有效流動的全過程。 將運輸、倉儲、裝卸、加工、整理、配送、信息等方面有機結(jié)合，形成完整的供應(yīng)鏈，為用戶提供多功能、一體化的綜合性服務(wù)

4、。,現(xiàn)代物流,物流思想的形成,物品位移,儲存 包裝 裝卸 運輸,配 送,物 流,人類需求,初期活動,活動創(chuàng)新,創(chuàng)新集成,物品搬運,活動深入,信息技術(shù)系統(tǒng)科學(xué),自然產(chǎn)生,邏輯發(fā)展,深入研究,物流的產(chǎn)生,社會需求+物流思想+科學(xué)技術(shù)的成果 （高質(zhì)量物流） （系統(tǒng)集成） （系統(tǒng)科學(xué)+信息技術(shù)） | 物流學(xué)科,物流的功能,包括客戶訂單處理，物資的運輸、保管、裝卸、包裝、流通加工，包裝物及廢棄物的回收，以及與之相連的物流信息管理。,輔助功能,主體功能,運輸 儲存 配送,包裝 裝卸搬運 流通加工,信息管理功能,物流在國民經(jīng)濟中的地位和作用,是企業(yè)的“第三利潤源泉”,物流合理化,第一利潤源泉,物質(zhì)資源的節(jié)約

5、,第二利潤源泉,勞動消耗的減少,生產(chǎn)過程的必要條件； 創(chuàng)造產(chǎn)品的時間價值及場所性價值； 創(chuàng)造新物質(zhì)，使產(chǎn)品增值； 現(xiàn)代經(jīng)濟的第三利潤源泉； 降低產(chǎn)品物資消耗； 提高勞動生產(chǎn)率； 降低物流成本； 確保社會正常的生活和工作秩序。,物 流,物流在企業(yè)發(fā)展中的作用,增加產(chǎn)品的時間、場所價值； 降低產(chǎn)品成本； 實現(xiàn)成功銷售； ， ， ， ，,基于網(wǎng)絡(luò)的電子物流的興起 物流企業(yè)的集約化與協(xié)同化 物流園區(qū)(Logistics Park)的建設(shè)和發(fā)展 物流企業(yè)合并與合作 物流服務(wù)的優(yōu)質(zhì)化與全球化,現(xiàn)代物流的發(fā)展趨勢,第三方物流的快速發(fā)展 潛力大、 漸進性明顯、增長率高,綠色物流21世紀的新要求 對物流系統(tǒng)污染

6、進行控制 建立工業(yè)和生活廢料處理的物流系統(tǒng),綠色 環(huán)保,采用排污量小的貨車車型 近距離配送 夜間運貨，減小交通阻塞 節(jié)省燃料和減小排放,現(xiàn)代物流與傳統(tǒng)物流的比較,一門新興的交叉學(xué)科； 由管理學(xué)、經(jīng)濟學(xué)、工學(xué)和理學(xué)等相互交叉形成 有著自己的學(xué)科體系。,物流學(xué)科定位,引導(dǎo)問題（二）,物流的核心是什么？ 系統(tǒng)的主要特征有哪些？ 物流系統(tǒng)有哪些要素？,SYSTEM,一般系統(tǒng)的奠基者L.V.貝塔朗費給系統(tǒng)作出的定義是:相互作用的諸多要素的綜合體,日本JIS工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中對系統(tǒng)的定義是:許多組成要素保持有機的秩序,向同一目的行動的東西,美國著名學(xué)者阿柯夫(R.L.Ackoff)認為:系統(tǒng)是由兩個或兩個以上的相

7、互聯(lián)系的任何種類的要素所構(gòu)成的集合,系統(tǒng)是相互關(guān)聯(lián)的若干要素的集合體,Oxford dictionary defines system as: a set of things working together as a mechanism or interconnecting network.,Webster dictionary defines system as: a regularly interacting or interdependent group of items forming a unified whole,SYSTEM,A group of interacting, in

8、terrelated, or interdependent elements forming a complex whole.,A set of objects or phenomena grouped together for classification or analysis.,錢學(xué)森定義系統(tǒng)為：由相互作用而又相互依賴的若干組成部分結(jié)合的具有特定功能的有機整體。,基本屬性： 兩個以上的要素組成的整體； 系統(tǒng)內(nèi)部存在著一定的有機聯(lián)系； 系統(tǒng)作為一個整體具有特定的功能或效能。,系統(tǒng)的概念,語源上： “系統(tǒng)” 英文“System” 拉丁語“Systema” “Syn-” “histemi” 或

9、 “tema” 詞冠 動詞詞干 （在一起、共同的） （放置、定位） 意思:直譯為有條理、有秩序地“放在一起”。 類似于集合“ set ”的概念。,人體是一個有機的系統(tǒng),由神經(jīng)系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)、消化系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)等子系統(tǒng)構(gòu)成的系統(tǒng)； 一個大的系統(tǒng)里面，可以有若干個子系統(tǒng) 可以層層分解，形成樹狀結(jié)構(gòu),一部機器是一個系統(tǒng),由動力系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等子系統(tǒng)構(gòu)成,一個國家的交通運輸系統(tǒng),由鐵路運輸、公路運輸、水路運輸、航空運輸，管道運輸這些子系統(tǒng)構(gòu)成的大系統(tǒng),系統(tǒng)的一般模型,從一般模型中，需要把握以下四點： 系統(tǒng)是由輸入處理輸出三部分組成 系統(tǒng)內(nèi)部有物質(zhì)、能量、信息三種流的流動 系統(tǒng)都有反

10、饋和環(huán)境自適應(yīng)能力 系統(tǒng)都有一個嚴密的層級結(jié)構(gòu),環(huán)境,輸入 X 經(jīng)系統(tǒng) S 作用后產(chǎn)生輸出Y 若記e為環(huán)境因素 則可記為Y=S (X，e),系統(tǒng)的研究對象,描述系統(tǒng)“三要素”：實體、屬性、活動 實體確定了系統(tǒng)的構(gòu)成，也就確定了系統(tǒng)的邊界； 屬性也稱為描述變量，描述每一實體的特征； 活動定義了系統(tǒng)內(nèi)部實體之間的相互作用，從而確定了系統(tǒng)內(nèi)部發(fā)生變化的過程。,系統(tǒng)的定義形形色色但基本包括：,各要素構(gòu)成整體 各要素彼此聯(lián)系 整體有特定的功能,整體性； 相關(guān)性； 目的性； 環(huán)境適應(yīng)性。,系統(tǒng)的特征,整體性,系統(tǒng)的整體功能不是各組成要素的簡單疊加，而是呈現(xiàn)出各組成要素所沒有的功能 概括地表述為整體大于部分

11、之和,相關(guān)性,各要素之間相互聯(lián)系、相互作用、相互影響 不是簡單的加總，即112， 可能互相增強，也可能互相減弱 系統(tǒng)必須有一定的有序結(jié)構(gòu)。,目的性,系統(tǒng)具有能使各個要素集合在一起的共同目的 系統(tǒng)通常具有多重目的。 例如企業(yè)的經(jīng)營管理系統(tǒng)，在限定的資源和現(xiàn)有職能結(jié)構(gòu)的配合下，它的目的就是為了完成或超額完成生產(chǎn)經(jīng)營計劃，實現(xiàn)規(guī)定的質(zhì)量、品種、成本、利潤等指標(biāo)。,環(huán)境適應(yīng)性,環(huán)境是指出現(xiàn)于系統(tǒng)以外的事物(物質(zhì)、能量、信息)的總稱 相對于系統(tǒng)而言，環(huán)境是一個更高級的復(fù)雜的系統(tǒng) 系統(tǒng)存在于環(huán)境中，與環(huán)境相互依存 系統(tǒng)必須經(jīng)常與外部環(huán)境保持最佳的適應(yīng)狀態(tài),系統(tǒng)觀念的歷史發(fā)展,古代系統(tǒng)思想,周易, 把世界看

12、成多要素、多層次的整體 道家提出 “道生一、一生二、二生三、三生萬物” 古代中醫(yī)把人與環(huán)境看成一個密切相關(guān)的整體 孫子兵法從“道、天、地、將、法”五個方面論述戰(zhàn)爭、戰(zhàn)略與戰(zhàn)術(shù)問題 戰(zhàn)國時期李冰父子設(shè)計和指揮修造的都江堰工程,近代系統(tǒng)思想,用系統(tǒng)方法構(gòu)造的完整的哲學(xué)體系 整個世界被看作一個有機聯(lián)系的復(fù)雜系統(tǒng),現(xiàn)代系統(tǒng)思想,系統(tǒng)思想得到了極大和極快的發(fā)展 耗散結(jié)構(gòu)、協(xié)同學(xué)、超循環(huán)理論、突變論、混沌學(xué)等一系列關(guān)于系統(tǒng)的新學(xué)科、新理論 誕生 混沌理論 -系統(tǒng)無序和有序的統(tǒng)一，確定性和隨機性的統(tǒng)一，以及穩(wěn)定性和不穩(wěn)定性的統(tǒng)一，即系統(tǒng)自組織過程的復(fù)雜性,引導(dǎo)問題（三）,物流從業(yè)者的知識和能力體系包括哪些？

13、 如何理解“物流系統(tǒng)工程”？ 為何要學(xué)習(xí)“物流系統(tǒng)建模與仿真”？,延伸閱讀：物流專業(yè)從業(yè)方向分析！,系統(tǒng)工程,19世紀下半葉起，開始考慮生產(chǎn)系統(tǒng)中的協(xié)調(diào)與綜合，關(guān)注關(guān)于系統(tǒng)的技術(shù)； 二戰(zhàn)期間，英國成立了一個跨學(xué)科的OR (0perational Research)小組，導(dǎo)致了一種新的研究、分析系統(tǒng)問題的技術(shù)慢慢誕生； 戰(zhàn)爭結(jié)束后，系統(tǒng)方法在環(huán)境污染治理、生產(chǎn)技術(shù)選擇、水力資源綜合利用、大規(guī)模武器系統(tǒng)開發(fā)等方面取得了成功；,系統(tǒng)工程溯源,解決系統(tǒng)問題的思路,確定一個或多個目標(biāo)； 確定達到目標(biāo)需要的資源與條件； 確定可達到目標(biāo)的(可行)方案； 對各個方案在達到目標(biāo)與所需資源、條件等方面進行綜合分析

14、與評估； 根據(jù)一定的標(biāo)準(zhǔn)，判別各個方案優(yōu)劣的次序； 選擇最終實施的方案。,是從整體出發(fā)合理開發(fā)、設(shè)計、實施和運用系統(tǒng)科學(xué)的工程技術(shù) 根據(jù)總體協(xié)調(diào)的需要，綜合應(yīng)用自然科學(xué)和社會科學(xué)中有關(guān)的思想、理論和方法 利用電子計算機作為工具，對系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、要素、信息和反饋等進行分析 達到最優(yōu)規(guī)劃、最優(yōu)設(shè)計、最優(yōu)管理和最優(yōu)控制的目的,系統(tǒng)工程,系統(tǒng)工程,錢學(xué)森說它是一種科學(xué)方法 美國學(xué)者說是一門科學(xué) 有的人說它是一門特殊工程學(xué) 大多數(shù)科學(xué)家認為是一種管理技術(shù),錢學(xué)森院士認為:系統(tǒng)工程是關(guān)于組織,管理,規(guī)劃,研究,設(shè)計,制造,試驗和使用系統(tǒng)的科學(xué)方法,是一種對所有系統(tǒng)都具有普遍意義的科學(xué)方法.,中國工程院院士汪

15、應(yīng)洛教授說：系統(tǒng)工程是一門以大系統(tǒng)為研究對象的多學(xué)科、跨行業(yè)的邊緣學(xué)科，它結(jié)合自然科學(xué)、工程技術(shù)和社會科學(xué)的思想，理論和方法，把系統(tǒng)內(nèi)人類的生產(chǎn)，科研或經(jīng)營組織起來，應(yīng)用現(xiàn)代數(shù)學(xué)和電子計算機為工具或手段，對系統(tǒng)構(gòu)成的要素、組織結(jié)構(gòu)、信息交流和反饋控制等功能進行分析、設(shè)計、制造和運行，從而達到系統(tǒng)的最優(yōu)設(shè)計、最優(yōu)控制、最優(yōu)管理,40年代是現(xiàn)代系統(tǒng)工程的起點； 50年代，系統(tǒng)工程方法全面形成； 60年代之后，系統(tǒng)工程方法取得突破； 70年代之后，系統(tǒng)工程應(yīng)用范圍不斷擴大，由工程系統(tǒng)工程發(fā)展到復(fù)雜系統(tǒng)工程，特別是復(fù)雜巨系統(tǒng)工程； 70年代中后期，軟系統(tǒng)思想出現(xiàn)，并創(chuàng)造出一些面向更復(fù)雜系統(tǒng)的方法。,2

16、0世紀中總體發(fā)展情況,研究對象是工程系統(tǒng)； 研究目標(biāo)是讓系統(tǒng)達到最優(yōu)； 是工業(yè)工程學(xué)的發(fā)展，應(yīng)用廣泛 ； 橫跨許多技術(shù)的交叉科學(xué)； 數(shù)學(xué)要求高，離不開計算機 。,系統(tǒng)工程學(xué)科特點,系統(tǒng)工程的內(nèi)容結(jié)構(gòu),霍爾三維結(jié)構(gòu),邏 輯 維,明確問題,系統(tǒng)指標(biāo)設(shè)計,系統(tǒng)方案綜合,系統(tǒng)分析,系統(tǒng)選擇,決策,實施計劃,時 間 維,規(guī)劃階段,擬定方案,研制階段,生產(chǎn)階段,安裝階段,運行階段,更新階段,知 識 維,社會科學(xué),工程,醫(yī)藥,建筑,商業(yè),法律,管理,藝術(shù),工程系統(tǒng)； 社會系統(tǒng)； 經(jīng)濟系統(tǒng)； 農(nóng)業(yè)系統(tǒng)； 企業(yè)系統(tǒng)； 科學(xué)技術(shù)管理系統(tǒng)；,系統(tǒng)工程的應(yīng)用,軍事系統(tǒng)； 環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)； 人才開發(fā)系統(tǒng)； 運輸系統(tǒng)； 能

17、源系統(tǒng)； 區(qū)域規(guī)劃系統(tǒng)。,系統(tǒng)工程的應(yīng)用,物流系統(tǒng)與系統(tǒng)工程,物流系統(tǒng),在一定的時間和空間里，由所需位移的物資、包裝設(shè)備、裝卸搬運機械、運輸工具、倉儲設(shè)施、人員和通信聯(lián)系等若干相互制約的要素所構(gòu)成的具有特定功能的有機整體。,物流系統(tǒng)是一個“人機系統(tǒng)” ; 物流系統(tǒng)是一個大跨度系統(tǒng) ; 物流系統(tǒng)是一個可分系統(tǒng); 物資的包裝系統(tǒng) 物資的裝卸系統(tǒng) 物資的運輸系統(tǒng) 物資的儲存系統(tǒng) 物資的流通加工系統(tǒng) 物資的回收再利用系統(tǒng) 物資的情報系統(tǒng) 物流的管理系統(tǒng)等,物流系統(tǒng)的特點,物流系統(tǒng)是一個動態(tài)系統(tǒng)； 物流系統(tǒng)是一個復(fù)雜系統(tǒng)； 物流系統(tǒng)是一個多目標(biāo)系統(tǒng)。,物流系統(tǒng)的特點,物流系統(tǒng)要素,物流系統(tǒng)的功能要素 物

18、流系統(tǒng)的支撐要素 物流系統(tǒng)的物質(zhì)基礎(chǔ)要素 流動要素 網(wǎng)絡(luò)要素,物流系統(tǒng)的功能要素： 運輸、儲存保管、包裝、裝卸搬運、 流通加工、配送、物流信息,物流系統(tǒng)要素,物流系統(tǒng)的支撐要素 體制、制度，法律、規(guī)章， 行政命令和標(biāo)準(zhǔn)化系統(tǒng)等,物流系統(tǒng)要素,物流系統(tǒng)的物質(zhì)基礎(chǔ)要素,物流設(shè)施； 物流裝備； 物流工具； 信息技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)； 組織及管理。,物流系統(tǒng)要素,物流系統(tǒng)的流動要素,流體、載體、流量、流向和流程,物流系統(tǒng)要素,物流系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)要素,物流過程中商品儲存、停留的場所,物流系統(tǒng)要素,各物流要素之間存在目標(biāo)沖突： 物流系統(tǒng)有運輸、儲存、包裝、裝卸、流通加工、物流信息處理功能，獨立存在時各自的目標(biāo)有互相沖突的地方。 物流要素內(nèi)部的目標(biāo)沖突： 物流系統(tǒng)內(nèi)部功能要素之間的目標(biāo)沖突應(yīng)用于任何一個功能要素，則要素內(nèi)部也存在目標(biāo)沖突。 物流要素與外部系統(tǒng)之間存在沖突： 物流系統(tǒng)與環(huán)境之間存在聯(lián)系，相互系統(tǒng)之間在目標(biāo)上必然存在沖突。,“效益背反”的幾個現(xiàn)象,減少庫存據(jù)點并盡量減少庫存，勢必使庫存補充變得頻繁，必然增加運輸次數(shù)。 簡化包裝，則包裝強度降低，倉庫里的貨物就