物流系统仿真基础.ppt

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1、物流系统仿真 从理论到实践,第一章 物流系统仿真基础,刘亮,第一章 物流系统仿真基础,1.1 系统模型和系统仿真1.1.1 系统和物流系统1.1.2 系统仿真1.1.3 系统仿真的发展1.2 连续系统和离散系统的仿真1.3 系统仿真在物流领域的应用1.4 物流系统仿真的步骤1.5 常用物流系统仿真软件1.5.1 系统仿真的相关技术1.5.2 系统仿真软件,第一章 物流系统仿真基础,1.1 系统模型和系统仿真系统：由多个相互依赖、相互作用的要素按某种规律组合起来的、实现特定功能的有机整体。,第一章 物流系统仿真基础,1.1 系统模型和系统仿真物流系统：在一定的时间和空间里，由物资、包装设备、装卸

2、搬运机械、运输工具、仓储设施、人员和通信联系等若干相互制约的动态要素所构成的具有特定功能的有机整体。,第一章 物流系统仿真基础,1.1 系统模型和系统仿真系统仿真：建立在系统理论、控制理论、相似理论、数理统计、信息技术和计算机技术等理论基础之上，以计算机和其他专用物理效应设备为工具，利用系统模型对真实或假想的系统进行实验，并借助于专家经验知识、统计数据和系统资料对实验结果进行法纳西研究，做出决策的一门综合性和实验性的学科。特点：仿真是一种数值技术。电子计算机加速了仿真过程，减少了仿真误差。仿真是一种“人工”的实验手段。,第一章 物流系统仿真基础,1.1 系统模型和系统仿真仿真的发展：早在几千年

3、前，我们的先人就懂得了系统仿真的基本原理20世纪40年代，冯诺依曼正式提出了系统仿真的概念1952年美国成立了仿真学会1963年出版了仿真领域最具权威的学术刊物SIMULATION 系统仿真逐渐成为一门独立的学科,第一章 物流系统仿真基础,1.2 连续系统和离散系统的仿真离散事件系统：状态变量随时间呈离散状态变化的系统。一个模型的形式描述为：M=T,U,X,Y,其中，T为时间素；U为状态变量；X为输入变量；Y为输出变量；为状态转移函数；为状态空间。连续系统：系统的状态变量随时间变化而发生连续变化。这类系统的动态特性可以用微分方程或一组状态方程来描述，也可以用一组差分方程或一组离散状态方程来描述

4、。,第一章 物流系统仿真基础,1.2 连续系统和离散系统的仿真离散事件系统与连续系统的区别（1）时间基。（2）输入变量和输出变量。（3）状态变量。（4）状态转移函数。（5）状态空间。,第一章 物流系统仿真基础,1.3 系统仿真在物流领域的应用物流术语将物流系统仿真定义为 借助计算机仿真技术，对现实物流系统建模并进行实验，得到各种动态活动及其过程的瞬间仿效记录，进而研究物流系统性能的方法。,第一章 物流系统仿真基础,1.3 系统仿真在物流领域的应用用系统仿真方法研究物流系统：（1）物流过程的仿真研究。（2）物流管理的仿真研究。（3）物流成本的仿真研究。,第一章 物流系统仿真基础,1.4 物流系统

5、仿真的步骤,第一章 物流系统仿真基础,1.5 常用物流系统仿真软件系统仿真的相关技术（1）建模与仿真方法学。（2）仿真算法。（3）仿真软件。（4）仿真计算机/仿真器。（5）虚拟现实技术（6）分布仿真技术,第一章 物流系统仿真基础,1.5 常用物流系统仿真软件常用的系统仿真软件（1）Witness 英国Lanner公司推出的功能强大的仿软件系统。它可用于物流系统和离散事件的仿真，也可用于连续流体系统的仿真。,5类元素：离散型元素连续型元素运输逻辑型元素逻辑元素图形元素,第一章 物流系统仿真基础,1.5 常用物流系统仿真软件常用的系统仿真软件（2）ProModel 通用的仿真软件，它除了可以用来仿

6、真各种物流与供应链系统，还可以用来对其他各种领域的系统进行仿真，典型的如生产系统、服务系统、交通运输系统等。,将可视化、分析、优化合为一体，即VAO（Visualize，Analyze，Optimize）技术，为客户的决策分析提供功能强大的支持工具，帮助用户更快、更好地作出管理决策。,第一章 物流系统仿真基础,1.5 常用物流系统仿真软件常用的系统仿真软件（3）Flexsim 是一套系统仿真模型设计、制作与分析工具软件。它集计算机三维图像处理技术、仿真技术、人工智能技术、数据处理技术为一体，专门面向制造、物流等领域。,Flexsim 通过对象、连接和方法来完成对现实世界物流系统的建模。,第一章

7、 物流系统仿真基础,1.5 常用物流系统仿真软件常用的系统仿真软件（4）RaLc 日本AIS公司专门针对物流行业的配送中心而开发的仿真系统。RaLc的特点是专门针对物流行业的配送中心业务，实现快速建立配送中心规划和运行各阶段的事实方案的仿真模型，从而比较不同方案，寻求优化方案。,RaLc-Pro、RaLc-Brain、RaLc-Emu，这3个软件包分别针对配送中心设计和规划过程的概念规划、详细设计和系统运行阶段。,第一章 物流系统仿真基础,1.5 常用物流系统仿真软件常用的系统仿真软件（5）AutoMod 由美国Applied Materials公司出品。该软件于20世纪80年代开始研发，目前

8、已成为国际上产品成熟、应用广泛的仿真软件之一，可以完成制造系统、物料处理、企业内部物流、港口、配送中心，以及控制系统等的仿真分析、评价和优化设计。,AutoMod软件分成5大模块，分别是AutoMod Model Editor模块、AutoMod RunTime模块、AutoStat模块、AutoView模块以及由一些应用程序构成的辅助模块。,第一章 物流系统仿真基础,1.5 常用物流系统仿真软件常用的系统仿真软件（6）Arena 早期在SIMAN/CINEMA仿真系统基础上发展起来的，可应用于离散系统仿真和连续系统仿真。Arena具有友好的人机界面和方便的动画元素，还可以与Visual Ba

9、sic C等通用程序语言进行集成，用来建立一些复杂的仿真模型。,Arena不像Flexsim、RaLc等软件建模非常直观和方便，但Arena一直在非那根针学术界有着很高的声誉。,第一章 物流系统仿真基础,1.5 常用物流系统仿真软件常用的系统仿真软件（7）Em-Plant 1986-1989年Fraunhofer Institution Stuttgart在麦金塔电脑平台上发展一个面向对象阶层式模拟软件；1990年创办AIS；1991年改名为AESOP；1997年与Tecnomatix Ltd合并。主要产品为SIMPLE，该产品自发行以来便是系统仿真领域的领袖产品并发展了多个版本，2000年4

10、月SiMPLE7.0正式改名为Em-Plant4.0，2004年Em-Plant推出了6.0版本，2005年Tecnomatix被UGS公司收购。,第一章 物流系统仿真基础,1.5 常用物流系统仿真软件常用的系统仿真软件（7）Em-Plant Em-Plant是采用C+开发完成的，该产品主要特点如下：强调对象化的构建模式。图形化与对象化的并行仿真环境。层次化结构。对象的继承。重复使用（Re-use）。Simtalk语言。和Em-Power系列软件的集成,第一章 物流系统仿真基础,1.5 常用物流系统仿真软件常用的系统仿真软件（8）Quest 由美国Deneb公司研发，现为法国达索公司出品，是专

11、用的离散时间系统仿真软件，在生产制造系统的建模分析中具有比较强大的功能。Quest提供强大的图形建模功能。使用者不仅可以在Quest中的CAD模块中建造三维模型，还可以从IGES、DXF等格式文件中读取。对于IGRIP用户，现有的机器人车间模型或其他复杂设备的模型可以直接输入到Quest中。,第一章 物流系统仿真基础,1.5 常用物流系统仿真软件常用的系统仿真软件（8）QuestQuest的功能、建模和应用特点：工厂生产系统集成的新高度提供适用于不同专业的整套解决方案从概念到实现重用现有数据基于对象的建模方式意味着可重用性智能物料搬运系统模板分析产量、人力需求、库存级别、路由行为效果开放式建模

12、结构方法快速交互以完成任务,第一章 物流系统仿真基础,1.5 常用物流系统仿真软件常用的系统仿真软件（9）Enterprise Dynamics 一个面向对象的动态分析和控制系统。系统包含了强大的企业动力学引擎和许多建好的模型分组的放进了Enterprise Dynamics的套件。一个套件是一个为特定区域配置好的专业的技术，来帮助模拟一个特定的问题，及其分支或区域。动态的运行可以从2D的流图到真实的3D真实模拟，它给你想像和创造的空间。建立新的块是很容易的，定制和添加你私人的Enterprise Dynamics套件，创造或定制Enterprise Dynamics的套件没有技术的限制。,第

13、一章 物流系统仿真基础,1.5 常用物流系统仿真软件常用的系统仿真软件（9）Enterprise DynamicsEnterprise Dynamics 产品是符合动态工程学的一个非常全面的分析，通讯，和决策工具。它可以帮助你分析和预测在执行，人和效益的各方面的效益的影响。Enterprise Dynamics也是是非常强的通讯工具，你可以非常清晰的看到商业过程，并且软件还支持运行。Enterprise Dynamics帮助你减少不需要的冒险，可以预测任何的商业过程的未来的执行的情况。,第一章 物流系统仿真基础,1.5 常用物流系统仿真软件常用的系统仿真软件（9）Enterprise Dyna

14、micsEnterprise Dynamics是一款设计和实现模拟方法的主流平台。它允许决策者建立各种问题的生动的模型，通过实验去寻找一个给定问题的解决办法或者是一个特殊问题的答案，这些模型可以在3D和VR的环境中显示。,第一章 物流系统仿真基础,1.5 常用物流系统仿真软件常用的系统仿真软件（9）Enterprise Dynamics模拟所解决的大多数的问题在于：Capacity investigations 产能研究Investment evaluations 投资评估Time-to-Market vs.Costs evaluations 市场及成本分析,第一章 物流系统仿真基础,1.5

15、常用物流系统仿真软件常用的系统仿真软件（9）Enterprise DynamicsED Logistics：为了应对生产、仓储以及其他各种各样的物料处理系统优化仿真ED Production：专为在生产领域使用Enterprise Dynamics的用户而设计的产品序列，包含丰富的即时可用的模型对象，以保证您可以对一般长产工艺流程进行快速建模。ED Airport：为处理所有机场地勤事务而设计的强大的综合分析工具，可对机场中的各种独立工序及工序间的依赖关系进行定量分析。,第一章 物流系统仿真基础,1.5 常用物流系统仿真软件常用的系统仿真软件（9）Enterprise DynamicsED T

16、ransport：允许针对公路运输节点内部和外部的运输流和信息流的详细建模仿真。ED Educational：包含Enterprise Dynamics软件以及教学资料的功能套装。教学资料涵盖广阔领域不同复杂程度的丰富案例ED Platform：ED Platform是一款能够满足现今动力工程标准的综合性分析、交流和决策支持工具，旨在帮助预计在表现、人员和利润方面的商业变化所带来的影响。,第一章 物流系统仿真基础,习题1.1 如何理解系统的概念和特性？什么物流系统？1.2 系统仿真的发展经历了几个过程？1.3 什么是连续系统仿真？什么事离散系统仿真？他们的区别是什么？1.4 系统仿真在物流领域中的应用主要分为哪几个方面？1.5 简述物流系统仿真的步骤1.6 常用的系统仿真技术有哪些？1.7 查阅资料，试了解常用物流系统仿真软件Witness、ProModel、Flexsim、RaLc、AutoMod、Arena、Em-Plant、Quest、Enterprise Dynamics的基本性能和应用情况。,