物流仿真软件

物流系统仿真软件调查报告一、引言随着中国物流业的迅速发展，全国各地物流工程的设计和建设如火如荼。但是所有的物流工程都是合理必需的吗？配送中心的位置和容量设计是否合理？设备配置和场地规划是否恰当等等这些问题，在大多数情况下只能凭经验和感觉来判断。有的往往是在工程建设后或设备配置后才发现问题，发生大量的修正费用。避免这种情况发生的最有效的方法就是应用物流仿真技术。物流仿真技术一个最大的优点是，不需实际安装设备，不需实际实施方案即可验证设备的导入效果和比较各种方案的优劣。在工程建设或设备配置的计划阶段发现和解决问题，因此，它对降低整个物流投资成本起到不可缺少的作用。当前，仿真技术已经成为分析、研究各种复杂系统的重要工具，它广泛用于工程领域和非工程领域。仿真可定义为：在全部时间内，通过对系统的动态模型性能的观测来求解问题的技术。物流系统是企业生产的一个重要组成部分，物流合理化是提高企业生产率最重要的方法之一。因此对物流系统的设计和仿真的研究，也日益受到人们的重视。本文对目前主流的物流仿真软件做了详细的介绍与比较。二、物流仿真软件的分类物流仿真一般是指系统仿真，而并非是单个机械的动作仿真。系统仿真是评估对象系统（配送中心、倉贮系统、拣货系统、运输系统等）的整体能力等为目的的一门技术。表1目前国际市场上常见的系统仿真软件及其厂家软件名厂商或中国代理店URLFlexsim北京创时能科技发展有限公司喜讯科技（上海）有限公司刃之砺信息科技(上海)有限公司从动画表现形式和建模方法来看，大体分类如下：动画表现形式2D类ARENA，eM-Plant，WITNESS，EXTEND3D类Flexsim，AutoMod，RaLC，（WITNESS）建模方法部件固定类ARENA，WITNESS，EXTEND，AutoMod，RaLC部件开放类Flexsim，eM-Plant2D是指动画表现形式为二维平面形式，3D是指动画表现形式为三维立体形式。大多数3D类仿真软件也能在2D形式下表现，例如Flexsim，建模可在2D环境下进行，在2D环境下的建模过程中，自动生成了3D模型，建立3D模型不需另外花费时间。有些2D类仿真软件通过其它的工具辅助也可表现为3D形式，比如WITNESS。物流仿真软件的建模方法大同小异，都是通过组合预先准备好的部件来建模。其中用户不能够定制部件的软件为部件固定类，用户能够定制部件的软件为部件开放类。部件开放类的仿真软件更具有通用性和扩展性，由于用户定制的部件可被其它用户利用，部件库将会越来越大，从而加快建模速度。三、主流物流仿真软件的介绍1．AUTOSIMULATION的AUTOMODAUTOMOD是目前市面上比较成熟的三维物流仿真软件。主要包括了三大模块：AutoMod、AutoStat和AutoView。AutoMod模块提供给用户一系列的物流系统模块来仿真现实世界中的物流自动化系统。主要包括输送机模块（辊道、链式），自动化存取系统（立体仓库、堆垛机），基于路径的移动设备（AGV等），起重机模块等。AutoStat模块为仿真项目提供增强的统计分析工具，由用户定义测量和实验的标准，自动在AutoMod的模型上执行统计分析。主要特点是：基于发展策略运算法则的最优化分析，用户为得到更好的模型来定义输出审核，多CPU并行计算等。AutoView可以允许用户通过AutoMod模型定义场景和摄像机的移动，产生高质量的AVI格式的动画。用户可以缩放或者平移视图，或使摄像机跟踪一个物体的移动，如叉车或托盘的运动。AutoView可以提供动态的场景描述和灵活的显示方式。2．3i的SIMAnimationSIMAnimation是美国3i公司设计开发的集成化物流仿真软件。SIMAnimation使用的是先进的基于图像的仿真语言，这种语言可以简化仿真模型的创建。由于他OOP编程方法，仿真系统可以非常简单的创建模型。许多的先进软件工具都合成为一种语言，它包括布局编辑器，完全的二维和三维的动画，曲线拟合，路线优化软件，试验编辑器和完整的用户报表编辑器。同时仿真模型还包括丰富的交互特点，允许使用者去改变参数输入，其目的是通过模拟实际生产情况及市场波动对系统造成的冲击，从而避免了在理想化状态下系统设计所无法预料的各种因素，对系统的堵塞有着形象和直观的解决方案。SIMAnimation不同于其他的仿真系统，它可以处理系统物理元素和逻辑元素。SIMAnimation提供先进的特点去允许用户仿真复杂的运动，像动力学和速度，像机器人、车床、传输通道、特殊空间中显示，包括传输、旋转、有形物体、视角和不断运动视觉。在算法上，SIMAnimaiton在保证出库有限的情况下，按路径最短原则进行自动定位和设计路经，实现多回路运输。SIMAnimation使用OpenGL三维建模技术，集三维实体光照、材质视点变换、漫游于一体，提供真正的三维动画和虚拟的现实世界，使仿真模型更加容易理解。同时使管理、生产、工程人员的意见交流更加容易。SIMAnimation使用Petri网模型技术。它包含两个程序：建模部分是针对于物理和逻辑模型。在用户定义物理和逻辑模型之后，他就可以编辑成为一个可执行模型，在这个模型中仿真和动画同时运行，并且运行非常快，实现了完全交互化。而且它可以随时停止来观察统计和模型状态。纵观国外三维物流仿真软件，都具有虚拟现实、动态反映物流现实状况的显著优势，应用表现形式灵活多样。但相比之下，美国3i公司的SIMAnimation具有多方面独特优势：（1）建模能力强，具有精确性较高的建模功能。（2）在仿真软件开发和终端用户实用方面，具有较高的灵活性。（3）参数化建模是SIMAnimation较之其他软件的独特优势，它可以通过多元非线性参数设置，建立精确度较高的三维实体。（4）SIMAnimation仿真运行结束后可根据统计数据生成仿真报告，仿真报告以表格、直方图、饼状图等形式表示，显示了各个物流设备的利用率、空闲率、阻塞率等数据。用户可根据仿真报告提供的数据对物流系统的优缺点进行判断，做出科学决策。3．ShowFlowShowFlow仿真软件可为制造业和物流业提供建模、仿真、动画和统计分析工具。ShowFlow可以提供生产系统的生产量，确定瓶颈位置，估测提前期和报告资源利用率。ShowFlow还可以被用来支持投资决定，校验制造系统设计的合理性，通过对不同的制造策略进行仿真实验来找出最优解。ShowFlow主要包括几大模块：建模、仿真、统计、分析、动画和文档输出。建模：可以定义队列，缓冲器，等待区域，操作任务，运输工具，输送机，AGV,立体化仓库，自动存取设备，路径等基本元素的标准属性和特殊属性。仿真：采用优化的仿真运算法则技术(OSAT)，固定的或变化的时间仿真运行，可对离散事件进行仿真。统计：可对多种概率分布（均匀、正态、指数、爱尔朗、经验分布等）进行统计分析，并带有随机数生成器。分析：输入数据分析，包括数据设置分析、最合适建议等，并可导入微软的Excel的数据。输出数据分析，包括可输出队列曲线图、柱状图、饼状图等，动态图表显示，用户自定义图表格式，并可将数据输出到微软的Excel中。动画和文档：可产生二维、三维动画，可对摄像机进行移动，缩放，旋转。可按功能性或元素排序自动生成模型文档，产生仿真事件跟踪报告，输入参数值列表等。4.AnyLogic物流仿真软件（1）Anylogic介绍概述AnyLogicTM是一种创新的建模工具，它是基于过去十年内建模科学和信息技术中出现的最新进展而创建的。使用AnyLogic进行建模能为你带来远远超出传统工具的收益，这都源于AnyLogic能够：更快速地创建可视化的，灵活的，可扩展的，可复用的活动对象，这些活动对象可以为标准对象或自定义对象，也可以是JavaTM对象。通过使用多重建模方法，能够更精确地建模和捕捉更多的事件，并针对你所面临的特定问题对这些事件进行联合和调整。在建模环境中可以直接使用一组优秀的分析和优化工具。轻松有效地将AnyLogic开放式体系结构模型与办公或企业软件，包括电子表格，数据库，ERP和CRM系统等集成起来，或将模型直接嵌入到实时运行环境中。当现实世界中的系统发生变化时，通过对模型进行有效的维护，增长了模型的寿命周期。（2）主要功能最灵活最强大的仿真建模技术AnyLogicTM为您提供了远胜其他任何工具的建模结构，用于结构，行为，和系统数据的描述。对象，接口和等级层次，块图和流图，计时器，端口和消息传递，变量和代数—微分方程，以及在模型中任何地方插入JavaTM语言表达式，语句，或函数，等等这些构成了任何层次，任何专业的建模者都可以使用的终极工具箱。开放式体系结构AnyLogicTM模型具有开放式的体系结构，因而可以与任何办公或企业软件及用JavaTM语言或其他语言（通过JNI）编写的自定义模块协同工作。模型可以动态地对电子表格，数据库，ERP或CRM系统进行数据读写，或嵌入到实时运行环境中。可以在模型中任何地方调用外部程序，反之亦然；可以借助AnyLogicTM仿真引擎的开放API从任何外部程序中调用仿真模型。在AnyLogic中你也可以使用自定义的随机数发生器，数值方法或优化算法等。分析在AnyLogicTM中，你可以创建随机性或确定性的模型，并对模型的输出数据进行分析。AnyLogicTM支持超过35种随机分布，也允许自定义分布。你可以使用Stat::Fit随机分布拟合软件对历史数据进行分析，并创建AnyLogic可用的解析分布。AnyLogicTM中包含了数据采集与统计分析的工具，以及强大的数据展示框架。用户可以根据实际情况进行蒙特卡罗试验，敏感性分析，优化，以及自定义的试验等。优化在AnyLogic中无缝地集成了世界领先的OptQuestTM优化器。OptQuestTM使用启发式方法，神经网络和数学优化方法，找到使目标函数值最大或最小的离散和/或连续模型参数的值。OptQuestTM已经表现出它是一种在处理最具挑战性的非线性模型方面极为有效的优化方法。它能够根据约束条件和不确定性给出最优解。OptQuestTM在模型开发环境中进行设置和运行。可交互的二维和三维动画AnyLogicTM拥有十分灵活的动画框架。你可以创建具有任意可想象的复杂度的可交互动画，只需在AnyLogicTM动画编辑器中绘制和导入图形，并将其与模型对象相关联起来（库对象具有预定义的动画）。与模型一样，它的动画也具有可缩放的动态等级结构。在一个动画中可以包含多个视图，或多个细节层次。一套丰富的可用控件（按钮，滑块，编辑框等）以及各种业务图形元素（柱状图，点线图，Gantt图等），帮助你将仿真模型转化为一个适合决策者的图板。支持二维和三维动画。灵巧的可于网络上运行的模型只要AnyLogicTM模型（包括仿真引擎和动画）是100%的JavaTM程序，它们就可以运行在任何可以使用JavaTM的平台上（例如Windows，Solaris，Linux，MacOS等），甚至可以被当作Java小程序而放在网站上。这一独特的能力可以让远端的客户能够直接通过网络浏览器运行全功能的可交互模型，而不需要安装任何运行用或观察用版本。这是与其他人交流你的模型的最好的方法。建模的层次AnyLogicTM的独到之处体现在它能够有效的解决任何复杂度，任何尺度，任何抽象层次的建模问题，包括高度异质系统的建模能力上。AnyLogicTM的使用跨越了全部领域，从“微观”——考虑精确的尺寸，距离，速度，和时间事件的操作层次的模型，到“宏观”——考虑全局回