物流系统分析第七章

主要内容引文第一节基于离散系统的Excel物流模拟第二节用Flexsim进行离散系统物流模拟第三节连续系统物流模拟引文应用起源1968年4月《增长的极限》-罗马俱乐部关于人类困境的报告中，应用系统动力学建立了世界模型，并在此基础上对模型进行了计算机模拟仿真，最后根据仿真结果，得出了全世界将出现“零增长”极限的结论。应用领域计算机模拟仿真技术已经成功应用于系统动力学、环境生态学、工业系统、城市系统等方面，成为管理学、经济学、环境学、生态学、物流等学科常见的系统分析方法。物流系统模拟方法本章将介绍物流系统模拟方法，主要包括两个方面：离散系统和连续系统。连续系统离散系统抽象程度高低供应链库房作业第一节基于离散系统的Excel物流模拟原理物流系统就是一个典型的离散系统，可采用排队论建立模型并进行模拟。方法排队论中最大特点是产生随机数，可以用Excel模拟产生不同分布的随机数。用Excel建立基于排队论的物流模型，并进行模拟运算。一、用Excel产生随机数二、用Excel建立基于排队论的物流模型一、用Excel产生随机数（一）用Excel产生在区间（0，1）中均匀分布的随机数（二）用Excel产生（a，b）区间均匀分布的随机数（三）用Excel产生正态分布的随机数（四）用Excel产生按历史数据统计规律分布的随机数（五）用Excel产生参数为a、b、c的三角分布二、用Excel建立基于排队论的物流模型（一）单服务台物流系统模拟对具有一个卸货叉车的物流排队系统的模拟案例：某配送中心库房接受各个供货商送货，货物送到后，由配送中心库房的叉车进行卸货，目前该配送中心只配备了一台叉车，当送货的车辆到达库房时，如果前面有车辆正在卸货，则需排队等待，排队的规则是先到先服务。根据以前的统计记录，送货车辆到达库房的时间间隔分布和卸货所需要的时间概率统计分布如下表：送货车辆到达时间间隔（分钟）概率累计概率随机数区间200.060.06(0.00，0.06)300.110.17[0.06，0.17)400.130.3[0.17，0.30)500.30.6[0.30，0.60)600.150.75[0.60，0.75)700.120.87[0.75，0.87)800.080.95[0.87，0.95)900.051[0.95，1.00)送货车辆到达时间间隔概率分布及随机数区间叉车卸货时间（分钟）概率累计概率随机数区间200.050.05[0.00，0.05)300.30.35[0.05，0.35)400.20.55[0.35，0.55)500.150.7[0.55，0.70)600.130.83[0.70，0.83)700.120.95[0.83,0.95)800.051[0.95,1.00)叉车卸货时间概率分布及随机数区间•1、分析•2、建模（1）输入已知数据（2）生成一系列随机数•3、模拟运算•4、统计分析•5、结论（二）双服务台的库房系统模拟对两个卸货叉车的物流排队系统的模拟案例：在案例1中，由于送货车辆等待时间过长，配送中心考虑再增加一辆叉车，现在用模拟方法研究该库房系统有两辆叉车时的情况。•1、分析•2、“开始卸货时刻”的计算•3、每辆叉车的“空闲时刻”的计算•4、统计分析•5、结论与建议第二节用Flexsim进行离散系统物流模拟一、Flexsim基本模型库在Flexsim软件的模型库中，有四个最重要的对象实体：源Source：用以按照一定规律产生顾客对象实体；队列Queue：用以表示模型中的队列处理器Processor：用以表示服务台的对象实体；汇Sink：表示顾客离开模拟系统的对象实体；二、用Flexsim建立物流模型（一）模型概述暂存区检验检验检验离开物流作业流程（二）模型参数货物到达速率：正态分布normal（20,2）秒；暂存区最大容量：25件货物检验时间：指数分布exponential（0,30）秒输送机速度：1米/秒物流路径：货物1到检验台1，货物2到检验台2货物3到检验台3。（三）模型布局1-源（Source）2-队列（Queue）3-处理器（Processor）4-输送机（Conveyor）5-汇（Sink）（四）源（Source）的参数设置（五）队列Queue参数设置（六）处理器（Processor）参数设置（七）模拟分析结果第三节连续系统物流模拟一、系统动力学的特点二、系统动力学建模的基本步骤三、因果关系图四、系统动力学流图五、用系统动力学建立物流模型一、系统动力学的特点(一)擅长处理周期性问题(二)擅长处理长期性问题(三)在数据缺少的条件下仍可进行研究(四)擅长处理高阶、非线性、时变问题(五）强调预测的条件(六)能起到仿真实验室的作用物流学中的许多问题都具有以上的一些特性，因此可利用系统动力学建立物流系统模型，对物流系统进行模拟仿真。二、系统动力学建模的基本步骤(一)明确系统模拟的目的(二)确定系统边界(三)因果关系分析(四)建立系统动力学模型。(五)计算机模拟试验(六)结果检验分析(七)系统模型的修正三、因果关系图（一）因果箭要素A是原因，要素B是结果。因果关系的极性用+和－分别表示。(a)(b)(c)ABAB+AB-（二）因果链用因果箭将具有递推关系的因果关系加以描述，就得到了因果链。(+)-(+)(-)ABCD+++ABCD+--ABCD+-E-(a)(b)(c)（三）因果关系的反馈回路(a)++商品减少收入增加生产增加+-+-计划订货量库存量订货速度--(b)正、负反馈回路系统动力学流图四、系统动力学流图（一）系统动力学流程图符号速率实体流水准源汇信息流（二）Vensim软件中的流程图符号1-水准2-速率3-汇（源）4-变量5-流五、用系统动力学建立物流模型（一）一阶负反馈的库存控制模型Vensim构建的一阶负反馈库存系统流程图库存系统的负反馈环库存量01,0002,0003,0004,0005,0006,0007,0001591317212529333741库存量一阶负反馈库存量的变化曲线订货率02004006008001,0001,2000481216202428323640周件/周订货率订货率变化曲线（二）二阶负反馈库存控制系统二阶负反馈库存系统因果关系图二阶负反馈库存控制系统流程图二阶负反馈库存量02,0004,0006,0008,00010,000020406080100周件库存量二阶负反馈系统的库存量变化曲线（三）订货供应模型•1、系统因果关系反馈回路图未交货订单每周发货量送货时间交货延迟影响每周订单量每周新增客户再次订货客户客户-+-+-++-++++++订货供应模型的因果关系图和反馈回路•2、系统流程图和模型供应销售系统流程图及模型•3、系统结构方程式（1）水准方程式（2）速率方程（3）辅助方程•4、模拟结果送货时间20151050050100150200250300350400450500Time(Week)Week送货时间:Current未交货订单20,00015,00010,0005,0000050100150200250300350400450500Time(Week)Machine未交货订单:Current每周的订单量2,0001,5001,0005000050100150200250300350400450500Time(Week)Machine/Week每周的订单量:Current每周发货量1,0007505002500050100150200250300350400450500Time(Week)Machine/Week每周发货量:Current