港口物流毕业设计.doc
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1、仿真技术在港口物流中的应用与优化研究THE APPLICATION AND OPTIMIZATION RESEARCH OF SIMULATION TECHNOLOGY IN PORT LOGISTICS专 业:物流工程姓 名:XX XX XX指 导 教 师:申请学位级别:学 士论文提交日期:XX年X月X日 学位授予单位:XX XX XX 摘 要由于现代物流理论对当前经济的影响较为突出,因此,社会各界以及政府部门也开始高度重视中心城市的港口物流的发展,并且对社会经济的发展起到了积极的促进作用。但是在我国,港口物流的地位以及在现代社会物流中所发挥的作用远不及远远比不上发达国家的物流水平,另外,在
2、受到各种环境条件和技术水平的制约,其发展也受到了严重的阻碍。本文通过对阅读大量国内外文献并对其进行分析研究,然后运用与本学科相关的理论及方法对港口物流进行综合评价,最后,结合该课题的背景对我国港口物流仿真的应用与优化进行了系统的研究。文章首先分别对港口,港口物流,以及仿真技术的相关概念进行了系统的分析,并指出港口的特点以及港口物流的特征,同时也论述了发展现代港口物流的重要性和必然性,之后又仿真技术的应用范围以及应用现状;然后对我国港口物流的发展水平进行了系统评价,指出了我国港口物流发展的现状及发展中遇到的问题,并以天津港为例对港口物流的发展进行了评价;之后,对我国港口物流仿真和优化研究中存在的
3、问题进行分析,并讨论了港口物流仿真和优化的研究趋势;最后,运用仿真技术对港口集装箱系统、装卸系统和调度系统进行了优化。总地来说,本文的研究不仅对港口物流未来发展具有一定的理论指导意义,而且对其他港口物流园区的布局规划也有一定的参考价值。关键词: 港口物流; 仿真技术; 仿真优化ABSTRACTAs people in modern logistics theory the deepening of the research, development of the center city port logistics and construction of port Logistics Park
4、 begins to be logistics academic, industry and government departments to highly, and has made great strides in development. In our country, due to various environment restrictions, port logistics in modern logistics the role is far from the developed countries. This paper in the extensive reading of
5、 literature at home and abroad on the basis of related discipline, citing the theory and method, and combining with the actual conditions of the subject and the background of simulation technology in the application of port logistics and optimization is analyzed.This paper respectively on port logis
6、tics and simulation technology, the basic connotation of analysis, and points out that the port logistics should possess the characteristics and its importance, and introduces the application range of the simulation technology and application situation; And then in the development of port logistics
7、to the development level of the evaluation system in our country, and points out that the port logistics development present situation and development of the problems in Tianjin port, and as an example of port logistics development evaluation; Later, to our country port logistics simulation and opti
8、mization of research and the analysis of existing problems, and discusses the port logistics simulation and optimization research trend; Finally, the simulation technology of port container system, loading and unloading system and scheduling system optimization.In general, the future development of
9、port logistics not only has certain theoretical guidance, but also on other port logistics park layout planning also to have certain reference value.Key words: Port logistics; The simulation technology; Simulation optimization目 录1 绪论 11.1 研究背景及意义 11.2 文献综述 21.3 研究思路及内容 32 港口物流与仿真技术的基本理论 52.1 港口物流的概念
10、及功能 52.2 港口物流的特征 52.3 港口发展现代物流的重要性 62.4 仿真技术的概念及应用范围 62.5 仿真技术在港口物流中的应用 63 我国港口物流发展水平的系统评价 83.1 我国港口物流的发展现状 83.2 我国港口物流发展中的问题 83.3 以天津港为例对港口物流的发展进行评价 94 我国港口物流仿真和优化研究存在的问题164.1 仿真研究中存在的问题164.2 优化研究中存在的问题164.3 港口物流仿真和优化研究趋势175 仿真技术对港口物流的优化195.1 港口集装箱的优化技术195.2 仿真技术对港口装卸系统的优化195.3 仿真技术对港口物流调度系统的优化196
11、结论21参考文献致谢1 绪论1.1 研究背景及意义1)研究背景纵观国内外港口城市的发展现状和现代物流发展的轨迹,港口在全球经济中日益发挥着重要作用。随着经济全球化的日益发展,各种区域资源在世界范围内的流动也随之加快,而港口作为物流系统的重要节点,其功能的也在一直改变,在现代生产、贸易和尤其是物流活动中正发挥着重要的战略作用。本文通过调研分析对天津港港口物流的发展起到了积极的促进作用。上个世纪90年代以来,如Flexsim、ARENA、AUTOMOD等仿真环境的出现,使港口的发展看到了希望,同时也促进了仿真技术在港口物流领域的应用。如今,仿真技术在港口当中的应用也比较广泛,尤其在是规划港口方案设
12、计方面发挥了极其显著的作用。目前,IT技术已广泛应用于港口企业, 这对提高企业运作的精准性和敏捷性都起到了很好的促进作用。运用支持型的预测IT技术, 实现对复杂的随机动态系统在计算机上的再现, 来预测整个系统未来的情形, 并为系统的运作绩效提供可以参考的方法。而具有风险性与不确定性的港口运输业,其各个港口之间的竞争性也是非常激烈的,致使港口物流企业遇到的挑战更为严峻。为了提高企业竞争力并制定有效的战略目标并降低港口物流成本以应对金融危机的给港口物流带来的困扰,而提高港口物流管理水平并运用仿真技术对其关键性环节进行优化对港口起到了有效的作用1。2)研究意义随着全球经济的一体化,我国与世界各国贸易
13、正持续发展,港口吞吐量不断高速增长,这就对港口的装卸工艺和装卸技术提出了更高的要求,同时也给港口的规划和管理带来了前所未有的挑战。然而港口作为世界运输的关键枢纽,衔接着多种运输方式,并在国际运输与物流链中发挥着极其重要的作用。随着现代港口吞吐量的日益增加,为了提高港口作业效率,应当重视现代仿真技术处理港口物流运作时所具备的独特优势,因此,在港口物流中不断加强对仿真技术应用的研究,才能提高港口资源的合理配置,同时也有利于提高港口物流内部网络的运作效率。而如何利用港口有限的资源设备,高效地实现装卸作业,已是港口管理者所面临的一个重大课题。由于运输是物流的主要载体,在全球经济一体化的背景下,逐步扩大
14、港口物流的对港口未来的发展具有重要意义,作为综合运输网络的世界港口节点,不断拓展其各项功能也在港口物流的发展中起到了很好的促进作用。在现代物流发展中港口发挥着越来越重要的作用。现代港口枢纽陆地和海上运输,还经销各种国际货物配送中心,集商务中心、物流中心、信息中心、服务中心为一体。新的港口物流主要呈现以下特点:一种大型的新的物流。经济一体化导致国际港口物流、系统化、规模化发展,港口物流产业内通过共同规划高度一体化的供应链关系,整合2。靠近海港基于物流企业发展综合物流服务,为货物的港口,海洋和其他运输过程提供最佳物流解决方案,包括内地运输、包装、报关、报检、库存管理、提供银行、保险方面的整合服务;
15、虚拟链。港口物流必须基于港口物流信息平台,基于虚拟供应链效率,包括供应链可以达到任何部分的资源、信息共享,实现整个功能优化的物流服务指标。这些新特性传统的港口物流的运作模式提出了新的要求,经济全球化、反应现代港口你需要不断提高顾客的物流功能,因此研究完善的现代港口物流功能的一个非常重要的意义2。而在仿真理论的研究发展中, 新的控制方法、建模和仿真不断地产生、更新和发展, 并且在理论应用中也有新的算法产生。而对于该研究领域, 很多基础性的工作尚未完善和突破, 因此,该领域的发展前景广阔。1.2 文献综述本文根据目前国内外学者对仿真技术与港口物流的研究成果,借鉴他们的成功经验,并且大胆的将仿真技术
16、应用到港口物流中。而这些文献给予本文很大的参考价值。本文主要查阅了进几年内有关港口物流与仿真技术的文献期刊。卞华和肖慎(2008)在港口规划方案技术评价方法研究中指出合理规划港口物流的必要性1,这是符合现代港口物流发展的现状,并且也是适应社会主义经济发展的需要。童丹蕾(2007)在影响港口规划的因素分析中主要论述了堆场、大门对港口物流作业效率以及运输效率的影响2,并以天津港港口物流为例,充分说明了提高作业效率对现代港口物流的重要性,并且提出了发展现代港口物流的相应对策。张建兵(2005)在我国港口物流水平的系统评价与分析中分析了我国港口物流发展中所遇到的问题3,然后根据具体问题对其进行了综述。
17、张煜(2000)在仿真技术在港口集装箱装卸作业中的应用中阐述了港口集装箱装卸在港口物流中的重要地位并作了重要分析4,港口是水路运输的连接点,而装卸桥和轮胎式集装箱龙门起重机是集装箱机械装卸过程中必不可少的装卸搬运机械, 通过对装卸桥运动和轮胎式集装箱龙门起重机的分析, 找出各个运动构件的位置及相互关系, 并在仿真过程中, 通过选择初始条件, 模拟港口起重机的作业过程, 分析并得出结论来指导实践。包起帆(2006)上海港外高桥码头的集装箱全自动化无人堆场中指出我国在建设创新型港口的努力中已经迈出了坚实的一步,这对中国从港口大国迈向港口强国具有里程碑式意义5。这也充分说明了只有不断通过管理创新,技
18、术创新,才能跻身于世界先进港口的前列。霍永忠和蔡芸(2009)在集装箱港口物流系统仿真和优化研究综述中首先阐述港口仿真与优化研究的重要意义6,这对于我国港口物流的发展,节省费用空间等都能起到很好的作用。其次,他们也分析了港口集装箱系统的主要内容,并且分别从港口系统规划,港口系统运营,港口仿真技术的研究等几个方面进行了介绍。同时,我国学者金淳,于越和赵璐(2008)在基于仿真优化的集装箱港口大门作业调度研究中曾提出基于仿真优化的集装箱港口大门通道作业的调度优化方法作为崭新的港口物流运作方式7,然后,结合在线数据库和仿真自动化方法实现了港口调度系统的仿真优化,大大的提高了港口作业效率。杨静蕾和丁以
19、中(2003)在集装箱码头设备配置的模拟研究中以上海港外高桥集装箱码头为例8,通过构建一个包括锚地、桥吊、泊位、龙门吊和集卡的多级排队网络,并运用仿真技术来描述港口集装箱装卸系统,通过对该系统输出指标的分析从而得出了外高桥集装箱系统的最优机械配比。蔡兰、郭顺生(2004)智能调度问题的综述和方法研究中叙述了智能调度的发展及其特点9,并研究了调度问题的神经网络、模糊理论、遗传算法等智能求解方法,这对我国港口物流企业的经营运作起到了指导作用。杨湘龙,王飞,冯允成(2000)仿真优化理论与方法综述在全面分析现代物流和港口物流发展趋势的基础上,提出了港口物流发展的最佳模式以物流中心模式为主10,通过物
20、流预测方法和港口的具体情况对港口物流做出具体的规划。在港口物流运输方面,蔡涛、周松柏(2004)在现代物流理念下港口的新发展中强调运输是物流的主要载体11,港口作为世界运输网络的节点,其功能也在不断地拓宽。刘华琼和唐丽敏(2008)在基于RFID的港口集装箱作业仿真调度研究中提出利用无线局域网技术12,建立支持高移动性、具有抗干扰性和强保密性的无线网络,并且能够更好地满足作业现场业务与监控的需要。同时也根据实时采集的信息掌握物流系统的运行状态,来模拟整个物流过程,并实现物流系统的自动调配。1.3 研究思路及内容通过对周边地区的港口物流集散地的调研以及天津港港口物流发展现状及长远发展目标相比较,
21、取长补短,通过研究分析使天津港港口物流的优化与配置更加合理,同时也使港口装卸物流平台的搭建更加合理化。而本论文的主要结构如下:文章第一部分,本文开篇绪论,详细介绍了选题背景及研究意义,以及相关文献综述。文章第二部分,讲述了港口物流与仿真技术的相关理论知识,并分析了现代仿真技术在我国港口物流中的应用前景。文章第三部分,通过分析周边港口的基础设施以及沿海港口的基本功能,对我国发展港口物流进行了综合评价。同时,也对天津港港口物流的发展进行了详细分析。文章第四部分,通过分析我国港口内外部环境,并在此基础上指出了仿真与优化过程中存在的问题。文章第五部分,根据港口仿真应用中存在的问题,以寻找提高港口作业效
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