企業(yè)生產(chǎn)物流系統(tǒng)的建模與仿真

沈　曦

摘 要：介紹了企業(yè)生產(chǎn)物流系統(tǒng)的現(xiàn)狀及主要存在的問(wèn)題，指出其研究的重要意義及其研究的核心內(nèi)容。用系統(tǒng)科學(xué)的觀點(diǎn)分析了物流系統(tǒng)的不確定性、非線(xiàn)性、復(fù)雜性、適應(yīng)性、多樣性、離散性和動(dòng)態(tài)性的特點(diǎn)，總結(jié)了物流系統(tǒng)建模與仿真的方法，并展望了基于Agent的建模與仿真方法的應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：生產(chǎn)物流 規(guī)劃

1.引言

隨著經(jīng)濟(jì)全球化，企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)也擴(kuò)大到全球范圍。在當(dāng)今激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)形勢(shì)下，各制造商在其所熟悉的核心業(yè)務(wù)即原材料節(jié)約，提高生產(chǎn)效率方面來(lái)降低成本，都已做了很大的努力，其次可以進(jìn)一步改善的就是采購(gòu)和生產(chǎn)過(guò)程中的搬運(yùn)、裝卸、運(yùn)輸、包裝、配送等物流活動(dòng)。因此，加強(qiáng)企業(yè)物流系統(tǒng)研究，對(duì)企業(yè)物流系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，從而提高生產(chǎn)物流的效率，縮短產(chǎn)品的生產(chǎn)制造周期，提高企業(yè)產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力，增強(qiáng)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力有很大的作用。

企業(yè)物流，不但與企業(yè)經(jīng)營(yíng)系統(tǒng)密切相關(guān)，而且與區(qū)域物流系統(tǒng)融為一體。因此對(duì)大中型企業(yè)物流系統(tǒng)采用系統(tǒng)論的觀點(diǎn)和方法進(jìn)行分析，有利于企業(yè)降低成本，提高物流系統(tǒng)的效率。

2.生產(chǎn)物流研究的重要意義

在我國(guó)，企業(yè)物流是一個(gè)明顯的薄弱環(huán)節(jié)、企業(yè)物流管理不暢，則時(shí)間、空間浪費(fèi)大，重復(fù)搬運(yùn)，流動(dòng)路徑不合理，產(chǎn)品供貨周期長(zhǎng)，不僅直接阻礙企業(yè)生產(chǎn)效率的提高，而且占用大量資金，成為企業(yè)發(fā)展的包袱。

另一方面，從本質(zhì)上講，社會(huì)物流的發(fā)展是由社會(huì)生產(chǎn)的發(fā)展帶動(dòng)的，當(dāng)企業(yè)物流管理達(dá)到一定水平，對(duì)社會(huì)物流服務(wù)就會(huì)提出更高的數(shù)量和質(zhì)量要求，物流業(yè)的發(fā)展才會(huì)走上快車(chē)道。如果企業(yè)本身物流管理混亂、物流水平低下，則企業(yè)和社會(huì)第三方物流的結(jié)合就缺乏黏性。

因此，面向生產(chǎn)領(lǐng)域的企業(yè)物流是絕對(duì)應(yīng)該重點(diǎn)研究的領(lǐng)域、企業(yè)物流包括供應(yīng)物流、生產(chǎn)物流、銷(xiāo)售物流、回收物流、廢棄物物流、其中，供應(yīng)物流、銷(xiāo)售物流、回收物流、廢棄物物流實(shí)際上都離不開(kāi)社會(huì)物流系統(tǒng)的支持，要受到企業(yè)內(nèi)外各方面條件的制約。生產(chǎn)物流是企業(yè)物流研究的核心環(huán)節(jié)，它是企業(yè)的物流系統(tǒng)與生產(chǎn)系統(tǒng)的結(jié)合環(huán)節(jié)，一般是企業(yè)改進(jìn)物流管理時(shí)的著手點(diǎn)，同時(shí)它在很大程度上決定了企業(yè)其它物流系統(tǒng)的規(guī)劃。

企業(yè)生產(chǎn)物流一般是指：原材料、燃料、外購(gòu)件投入生產(chǎn)后，經(jīng)過(guò)下料、發(fā)料，運(yùn)送到各加工點(diǎn)和儲(chǔ)存點(diǎn)，以在制品的形式，從一個(gè)生產(chǎn)單位（倉(cāng)庫(kù)）流入另一個(gè)生產(chǎn)單位，按照規(guī)定的工藝過(guò)程進(jìn)行加工、儲(chǔ)存，并借助一定的運(yùn)輸裝置，在某個(gè)點(diǎn)內(nèi)流轉(zhuǎn)，又從某個(gè)點(diǎn)內(nèi)流出，始終體現(xiàn)著物料實(shí)物形態(tài)的流轉(zhuǎn)過(guò)程。它構(gòu)成了企業(yè)內(nèi)部物流活動(dòng)的全過(guò)程。所以企業(yè)生產(chǎn)物流的邊界起源于原材料、外購(gòu)件的投入，止于成品倉(cāng)庫(kù)，貫穿生產(chǎn)全過(guò)程，在整個(gè)制造系統(tǒng)中循環(huán)流動(dòng)。物料隨著時(shí)間進(jìn)程不斷改變自己的實(shí)物形態(tài)和場(chǎng)所位置，物料始終處于加工、裝配、儲(chǔ)存、搬運(yùn)或等待狀態(tài)。

生產(chǎn)物流擔(dān)負(fù)運(yùn)輸、儲(chǔ)存、裝卸物料等任務(wù)。物流系統(tǒng)與生產(chǎn)制造的關(guān)系，如同人體中血液循環(huán)系統(tǒng)與內(nèi)臟器官的關(guān)系一樣，物流系統(tǒng)是生產(chǎn)制造各環(huán)節(jié)組成的有機(jī)整體的紐帶，又是生產(chǎn)維持延續(xù)的基礎(chǔ)。國(guó)內(nèi)外的生產(chǎn)實(shí)踐充分說(shuō)明了生產(chǎn)物流研究對(duì)加強(qiáng)企業(yè)管理、提高經(jīng)濟(jì)效益具有重要作用，意義十分深遠(yuǎn)。

3.物流系統(tǒng)的建模與仿真

3.1研究方法

物流系統(tǒng)研究的目的是對(duì)物流系統(tǒng)進(jìn)行規(guī)劃、管理、控制；選擇最優(yōu)的物流方案；尋求降低物流成本、改進(jìn)服務(wù)、提高物流效益的途徑等，如庫(kù)存水平（重新訂貨點(diǎn)、安全庫(kù)存量等）的確定、運(yùn)輸（或搬運(yùn)）路徑的選擇、自動(dòng)導(dǎo)向車(chē)的運(yùn)行軌道和作業(yè)控制、自動(dòng)分揀機(jī)的運(yùn)行、物流配送中心經(jīng)營(yíng)管理的決策支持、制造模式（推、拉、即時(shí)）的選擇、配送中心及倉(cāng)庫(kù)的選址等的研究。因此必須運(yùn)用各種現(xiàn)代科學(xué)的理論和方法。

3.2建模與仿真

在物流系統(tǒng)中，庫(kù)存水平的確定、運(yùn)輸方式及路線(xiàn)的選擇、自動(dòng)導(dǎo)向車(chē)的運(yùn)行軌道和作業(yè)控制、自動(dòng)分揀機(jī)的運(yùn)行、物流配送中心經(jīng)營(yíng)管理的決策支持、制造模式的選擇、配送中心及倉(cāng)庫(kù)的選址均可利用仿真法來(lái)做決策，且此類(lèi)問(wèn)題的仿真可歸為對(duì)排隊(duì)、庫(kù)存和網(wǎng)絡(luò)的仿真。

4.物流系統(tǒng)仿真的發(fā)展前景

由于物流系統(tǒng)的隨機(jī)不確定性、非線(xiàn)性、復(fù)雜性、適應(yīng)性、多樣性、離散性和動(dòng)態(tài)性，難于用傳統(tǒng)的最優(yōu)化法和啟發(fā)式法對(duì)物流系統(tǒng)進(jìn)行建模，而仿真技術(shù)則是分析、設(shè)計(jì)和優(yōu)化復(fù)雜物流系統(tǒng)的有力工具。當(dāng)前，對(duì)物流系統(tǒng)仿真的研究主要有基于Petri網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)模型、面向?qū)ο蟮碾x散事件系統(tǒng)建模和仿真方法和基于Agent的建模技術(shù)。如有研究者出了一種基于Petri網(wǎng)動(dòng)態(tài)模型的物流系統(tǒng)的Petri網(wǎng)模型，可以將物流系統(tǒng)的物理過(guò)程通過(guò)網(wǎng)系統(tǒng)表示出來(lái)，并總結(jié)了將離散事件仿真用于復(fù)雜制造和物流系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、運(yùn)作和連續(xù)的改進(jìn)。

基于Petri網(wǎng)的建模方法對(duì)于描述系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性、測(cè)試業(yè)務(wù)過(guò)程的變化非常方便，但必須采取自頂向下的建模方法。另外，當(dāng)具有多個(gè)供應(yīng)商及存在任務(wù)沖突時(shí)，應(yīng)用Petri也遇到較大的困難。面向?qū)ο蠼Ｅc仿真技術(shù)具有可理解、可重用、可擴(kuò)充、模塊化且易于實(shí)現(xiàn)并行仿真的優(yōu)點(diǎn)，但由于它對(duì)模型的處理缺乏有效的數(shù)學(xué)分析和驗(yàn)證手段，并且一些基本概念的定義不精確，抽象性也有所欠缺。基于Agent的建模仿真方法是在復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)理論指導(dǎo)下，研究復(fù)雜系統(tǒng)的一種有效方法，它是結(jié)合了Agent技術(shù)和建模方法，為物流系統(tǒng)的協(xié)調(diào)、集成、優(yōu)化、運(yùn)作和建模仿真提供了有效和先進(jìn)的研究方法，是一種更有發(fā)展前景的建模仿真技術(shù)?！?/p>

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