物流系统建模导论(XXXX)

物流系统建模与仿真浙江工商大学物流管理与工程系彭扬[e-mail]二零零五年学习目的1．掌握物流系统建模的概念、过程和方法；2．掌握物流系统仿真的原理、框架和方法；3.能对一般的物流系统建模，运用Flexsim,RaLC,MATLAB等软件进行建模仿真。教材及参考书•彭扬,吴承健.物流系统建模与仿真，杭州：浙江大学出版社.2009.5•李文锋，物流系统建模与仿真，北京：科学出版社.2010.12•吕明哲，物流系统仿真，大连：东北财经大学出版社.2008.10•杨启帆等，数学建模，杭州：浙江大学出版社.2010.11课程内容第1章：绪论3学时第2章：物流系统建模方法3学时第3章：Matlab与数学模型6学时第4章：排队模型与存储模型3学时第5章：物流系统仿真技术3学时第6章：物流仿真软件与Flexsim基础3学时第7章：Flexsim生产物流仿真3学时第8章：Flexsim分拣配送仿真3学时第9章：Flexsim高级仿真开发3学时引导问题（一）•如何认识现代物流？•物流专业相关的岗位有哪些？现代物流及发展延伸阅读：四任总理说物流！•现代物流业及其发展•物流业与物流学科•物流学科的定位形式价值（formutility）时间价值（timeutility）场所性价值（placeutility）所有权价值（possessionutility）产生于产生于产生于产生于生产过程存储过程运输过程销售过程物质从供给者到需求者之间存在着空间差，把物资从供给者送到需求者中，创造了场所性价值。物质从供应者到需要者之间有一段时间差，由于改变这一时间差所造成的价值。商品价值7RightproductRightqualityRightquantityRightplaceRighttimeRightcostRightimpression原材料、产成品从起点至终点及相关信息有效流动的全过程。将运输、仓储、装卸、加工、整理、配送、信息等方面有机结合，形成完整的供应链，为用户提供多功能、一体化的综合性服务。现代物流物流思想的形成物品位移储存包装装卸运输配送物流人类需求初期活动活动创新创新集成物品搬运活动深入信息技术系统科学自然产生逻辑发展深入研究物流的产生社会需求+物流思想+科学技术的成果（高质量物流）（系统集成）（系统科学+信息技术）||物流学科物流的功能包括客户订单处理，物资的运输、保管、装卸、包装、流通加工，包装物及废弃物的回收，以及与之相连的物流信息管理。辅助功能主体功能•运输•储存•配送•包装•装卸搬运•流通加工信息管理功能物流在国民经济中的地位和作用是企业的“第三利润源泉”物流合理化第一利润源泉物质资源的节约第二利润源泉劳动消耗的减少生产过程的必要条件；创造产品的时间价值及场所性价值；创造新物质，使产品增值；现代经济的第三利润源泉；降低产品物资消耗；提高劳动生产率；降低物流成本；确保社会正常的生活和工作秩序。物流物流在企业发展中的作用增加产品的时间、场所价值；降低产品成本；实现成功销售；，，，，基于网络的电子物流的兴起物流企业的集约化与协同化■物流园区(LogisticsPark)的建设和发展■物流企业合并与合作物流服务的优质化与全球化现代物流的发展趋势第三方物流的快速发展潜力大、渐进性明显、增长率高绿色物流——21世纪的新要求■对物流系统污染进行控制■建立工业和生活废料处理的物流系统绿色环保•采用排污量小的货车车型•近距离配送•夜间运货，减小交通阻塞•节省燃料和减小排放现代物流与传统物流的比较项目传统物流现代物流物流服务各种物流功能相对孤立无物流中心不能控制整个物流链限地区内的物流服务被动的服务短期合约靠价格竞争提供标准服务强调物流功能的整合采用物流中心供应链的全面管理跨区域的物流服务主动的服务第三方物流的普遍采用长期战略伙伴关系降低物流总成本增值物流服务定制的物流服务物流信息技术无外部整合系统有限的或无EDI联系无卫星跟踪系统实时信息系统广泛应用EDI卫星跟踪系统物流管理有限的或无现代管理分散管理信息化管理系统管理全面质量管理•一门新兴的交叉学科；由管理学、经济学、工学和理学等相互交叉形成•有着自己的学科体系。物流学科定位引导问题（二）•物流的核心是什么？•系统的主要特征有哪些？•物流系统有哪些要素？SYSTEM一般系统的奠基者L.V.贝塔朗费给系统作出的定义是:相互作用的诸多要素的综合体日本JIS工业标准中对系统的定义是:许多组成要素保持有机的秩序,向同一目的行动的东西美国著名学者阿柯夫(R.L.Ackoff)认为:系统是由两个或两个以上的相互联系的任何种类的要素所构成的集合•系统是相互关联的若干要素的集合体•Oxforddictionarydefinessystemas:asetofthingsworkingtogetherasamechanismorinterconnectingnetwork.•Websterdictionarydefinessystemas:aregularlyinteractingorinterdependentgroupofitemsformingaunifiedwhole•SYSTEM•Agroupofinteracting,interrelated,orinterdependentelementsformingacomplexwhole.•Asetofobjectsorphenomenagroupedtogetherforclassificationoranalysis.钱学森定义系统为：由相互作用而又相互依赖的若干组成部分结合的具有特定功能的有机整体。基本属性：▲两个以上的要素组成的整体；▲系统内部存在着一定的有机联系；▲系统作为一个整体具有特定的功能或效能。系统的概念语源上：“系统”⇑英文“System”⇑拉丁语“Systema”⇗⇖“Syn-”“histemi”或“tema”词冠动词词干（在一起、共同的）（放置、定位）•意思:直译为有条理、有秩序地“放在一起”。•类似于集合“set”的概念。人体是一个有机的系统•由神经系统、呼吸系统、消化系统、循环系统、生殖系统等子系统构成的系统；•一个大的系统里面，可以有若干个子系统•可以层层分解，形成树状结构一部机器是一个系统•由动力系统、传动系统、控制系统等子系统构成一个国家的交通运输系统•由铁路运输、公路运输、水路运输、航空运输，管道运输这些子系统构成的大系统系统的一般模型从一般模型中，需要把握以下四点：①系统是由输入处理输出三部分组成②系统内部有物质、能量、信息三种流的流动③系统都有反馈和环境自适应能力④系统都有一个严密的层级结构处理反馈输入输出环境e3e4e1e2边界外部或环境输入输入输出•输入X经系统S作用后产生输出Y•若记e为环境因素•则可记为Y=S(X，e)系统的研究对象描述系统“三要素”：实体、属性、活动―实体确定了系统的构成，也就确定了系统的边界；―属性也称为描述变量，描述每一实体的特征；―活动定义了系统内部实体之间的相互作用，从而确定了系统内部发生变化的过程。边界环境系统输入输出系统的定义形形色色但基本包括：•各要素构成整体•各要素彼此联系•整体有特定的功能•整体性；•相关性；•目的性；•环境适应性。系统的特征整体性•系统的整体功能不是各组成要素的简单叠加，而是呈现出各组成要素所没有的功能•概括地表述为整体大于部分之和相关性•各要素之间相互联系、相互作用、相互影响•不是简单的加总，即1＋1≠2，•可能互相增强，也可能互相减弱•系统必须有一定的有序结构。目的性•系统具有能使各个要素集合在一起的共同目的•系统通常具有多重目的。•例如企业的经营管理系统，在限定的资源和现有职能结构的配合下，它的目的就是为了完成或超额完成生产经营计划，实现规定的质量、品种、成本、利润等指标。环境适应性•环境是指出现于系统以外的事物(物质、能量、信息)的总称•相对于系统而言，环境是一个更高级的复杂的系统•系统存在于环境中，与环境相互依存•系统必须经常与外部环境保持最佳的适应状态系统观念的历史发展古代系统思想•《周易》,把世界看成多要素、多层次的整体•道家提出“道生一、一生二、二生三、三生万物”•古代中医把人与环境看成一个密切相关的整体•《孙子兵法》从“道、天、地、将、法”五个方面论述战争、战略与战术问题•战国时期李冰父子设计和指挥修造的都江堰工程近代系统思想•用系统方法构造的完整的哲学体系•整个世界被看作一个有机联系的复杂系统现代系统思想•系统思想得到了极大和极快的发展•耗散结构、协同学、超循环理论、突变论、混沌学等一系列关于系统的新学科、新理论诞生•混沌理论----系统无序和有序的统一，确定性和随机性的统一，以及稳定性和不稳定性的统一，即系统自组织过程的复杂性引导问题（三）•物流从业者的知识和能力体系包括哪些？•如何理解“物流系统工程”？•为何要学习“物流系统建模与仿真”？延伸阅读：物流专业从业方向分析！系统工程•19世纪下半叶起，开始考虑生产系统中的协调与综合，关注关于系统的技术；•二战期间，英国成立了一个跨学科的O．R．(0perationalResearch)小组，导致了一种新的研究、分析系统问题的技术慢慢诞生；•战争结束后，系统方法在环境污染治理、生产技术选择、水力资源综合利用、大规模武器系统开发等方面取得了成功；系统工程溯源解决系统问题的思路•确定一个或多个目标；•确定达到目标需要的资源与条件；•确定可达到目标的(可行)方案；•对各个方案在达到目标与所需资源、条件等方面进行综合分析与评估；••根据一定的标准，判别各个方案优劣的次序；•选择最终实施的方案。•是从整体出发合理开发、设计、实施和运用系统科学的工程技术•根据总体协调的需要，综合应用自然科学和社会科学中有关的思想、理论和方法•利用电子计算机作为工具，对系统的结构、要素、信息和反馈等进行分析•达到最优规划、最优设计、最优管理和最优控制的目的系统工程系统工程•钱学森说它是一种科学方法•美国学者说是一门科学•有的人说它是一门特殊工程学•大多数科学家认为是一种管理技术•钱学森院士认为:系统工程是关于组织,管理,规划,研究,设计,制造,试验和使用系统的科学方法,是一种对所有系统都具有普遍意义的科学方法.•中国工程院院士汪应洛教授说：系统工程是一门以大系统为研究对象的多学科、跨行业的边缘学科，它结合自然科学、工程技术和社会科学的思想，理论和方法，把系统内人类的生产，科研或经营组织起来，应用现代数学和电子计算机为工具或手段，对系统构成的要素、组织结构、信息交流和反馈控制等功能进行分析、设计、制造和运行，从而达到系统的最优设计、最优控制、最优管理．40年代是现代系统工程的起点；50年代，系统工程方法全面形成；60年代之后，系统工程方法取得突破；70年代之后，系统工程应用范围不断扩大，由工程系统工程发展到复杂系统工程，特别是复杂巨系统工程；70年代中后期，软系统思想出现，并创造出一些面向更复杂系统的方法。20世纪中总体发展情况研究对象是工程系统；研究目标是让系统达到最优；是工业工程学的发展，应用广泛；横跨许多技术的交叉科学；数学要求高，离不开计算机。系统工程学科特点系统工程的内容结构社会学科工程法律医学教育环境问题形成目标选择系统综合系统分析最优化决策实施计划（专业学科）知识维逻辑维（步骤）规划计划研制生产安装运行更新霍尔三维结构逻辑维明确问题系统指标设计系统方案综合系统分析系统选择决策实施计划时间维规划阶段拟定方案研制阶段生产阶段安装阶段运行阶段更新阶段知识维社会科学工程医药建筑商业法律管理艺术工程系统；社会系统；经济系统；农业系统；企业系统；科学技术管理系统；系统工程的应用军事系统；环境生态系统；人才开发系统；运输系统；能源系统；区域规划系统。系统工程的应用物流系统与系统工程物流系统在一定的时间和空间里，由所需位移的物资、包装设备、装卸搬运机械、运输工具、仓储设施、人员和通