高職物流仿真實(shí)驗(yàn)自動(dòng)評(píng)分系統(tǒng)設(shè)計(jì)

何 旭

(貴州財(cái)經(jīng)學(xué)院工商管理學(xué)院貴州省經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)仿真重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,貴陽(yáng) 550004)

0 引 言

目前,我國(guó)已有480多所高職院校開設(shè)物流專業(yè),物流職業(yè)教育發(fā)展迅速。然而,高等職業(yè)教育的人才培養(yǎng)目標(biāo)決定了對(duì)學(xué)生職業(yè)能力與綜合素質(zhì)的較高要求,尤其是對(duì)于物流專業(yè),其教育環(huán)節(jié)多、系統(tǒng)性強(qiáng)、科技含量高,更需要強(qiáng)調(diào)對(duì)學(xué)生實(shí)際業(yè)務(wù)操作能力的培養(yǎng)[1]。物流仿真系列實(shí)驗(yàn)是高職物流專業(yè)實(shí)踐體系中的重要組成部分,它利用物流仿真軟件進(jìn)行三維動(dòng)畫仿真模塊設(shè)計(jì)、規(guī)劃和分析物流倉(cāng)儲(chǔ)配送中心系統(tǒng)的設(shè)備、控制系統(tǒng)、人員和業(yè)務(wù)信息數(shù)據(jù),為物流生產(chǎn)管理和工程規(guī)劃提供科學(xué)依據(jù),為學(xué)生提供了充分動(dòng)手的機(jī)會(huì),加深學(xué)生對(duì)相關(guān)物流設(shè)施裝備的理解認(rèn)識(shí),增強(qiáng)其實(shí)際動(dòng)手的能力,充分發(fā)揮了實(shí)訓(xùn)主動(dòng)性,十分有利于培養(yǎng)高職學(xué)生的實(shí)際工作能力[2]。

但是在開展物流仿真實(shí)驗(yàn)的教學(xué)過程中,由于對(duì)學(xué)生仿真實(shí)驗(yàn)的模型進(jìn)行評(píng)判涉及眾多方面的詳細(xì)數(shù)值,單純由人力進(jìn)行評(píng)分不僅速度慢、效率低、工作量大,而且評(píng)價(jià)的結(jié)果無(wú)法實(shí)現(xiàn)完全公平準(zhǔn)確,難以對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行適時(shí)有效的反饋,大大影響了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效果。針對(duì)上述問題,使用VC++開發(fā)平臺(tái),以樂龍物流仿真軟件為對(duì)象,設(shè)計(jì)和開發(fā)了一個(gè)高職物流仿真實(shí)驗(yàn)自動(dòng)評(píng)分系統(tǒng),并在某校的高職物流教學(xué)中得到了實(shí)際應(yīng)用,效果良好。

1 物流仿真實(shí)驗(yàn)自動(dòng)評(píng)分系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路

相比 Flexsim、ARENA、WITNESS、eM-Plant等物流仿真軟件,RaLC(樂龍)具有三維直觀、易于理解和操作的特點(diǎn),較適合用于高職學(xué)生的物流教學(xué),而目前購(gòu)置使用RaLC仿真軟件的高職院校也較多,因此本自動(dòng)評(píng)分系統(tǒng)選擇以其為開發(fā)使用對(duì)象。RaLC仿真軟件具有其自身獨(dú)特的系統(tǒng)原理、結(jié)構(gòu)和操作流程。在對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí),主要涉及到基礎(chǔ)模型和仿真模型,基礎(chǔ)模型通過建立3D模型體現(xiàn)物流中心的作業(yè)流程,多用于展現(xiàn)和演示物流中心內(nèi)的作業(yè)流程。而仿真模型通過具體的數(shù)據(jù)文件和指令文件驅(qū)動(dòng)模型,并在運(yùn)行過程中輸出詳細(xì)的日志文件,進(jìn)而可以分析其日志計(jì)算出模型的效率,多用于分析優(yōu)化物流系統(tǒng)。

對(duì)于作為仿真主體的展現(xiàn)平臺(tái),物流倉(cāng)儲(chǔ)配送中心的三維動(dòng)畫模型的正確建立非常重要,模型的好壞可以直接影響后續(xù)仿真系統(tǒng)分析結(jié)果的正確性和嚴(yán)密性。作為動(dòng)態(tài)變化中的物流倉(cāng)儲(chǔ)配送中心,其內(nèi)容涉及到物流搬運(yùn)設(shè)備及不同的參數(shù),還必須合乎邏輯,并符合在現(xiàn)實(shí)際物流倉(cāng)儲(chǔ)配送中心的進(jìn)貨、存貨、分類、分揀、出貨等真實(shí)物流作業(yè)流程的要求。此外,物流系統(tǒng)還包括作業(yè)人員。作業(yè)人員與作業(yè)人員之間,以及作業(yè)人員和其他設(shè)備之間的協(xié)調(diào)互動(dòng)性是保證物品在物流系統(tǒng)中得以順暢地轉(zhuǎn)移流動(dòng)的重要因素之一。因此,要在物流系統(tǒng)中進(jìn)行處理的物品,自入庫(kù)至出庫(kù),并非是在毫無(wú)調(diào)度和方向指示的情況下能完成的,完整的物品流動(dòng)應(yīng)在一定的工作方式和秩序下才能得以實(shí)現(xiàn)。而基礎(chǔ)模型中,智能設(shè)備卻起著對(duì)處于物流系統(tǒng)中的物品發(fā)出指示、進(jìn)行調(diào)度、做出作業(yè)控制的重要作用。

然而,由于學(xué)生每次建立的不同類型、不同規(guī)模、不同功能的物流倉(cāng)儲(chǔ)配送中心的模型,無(wú)不直接反映學(xué)生對(duì)物流系統(tǒng)的不同理解角度、不同思考方式和不同掌握程度,往往可以表現(xiàn)出學(xué)生觀察力、表現(xiàn)力、創(chuàng)造力等各方面的能力,不拘一格。因而也沒有一種一成不變的模型規(guī)范作為標(biāo)準(zhǔn)對(duì)其進(jìn)行客觀評(píng)判。為了體現(xiàn)評(píng)判上述能力水平的彈性,需要將系統(tǒng)客觀評(píng)價(jià)與教師主觀評(píng)價(jià)結(jié)合起來[3],基礎(chǔ)部分由教師進(jìn)行主觀評(píng)分,數(shù)據(jù)和指令部分由系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)分。這樣既可以充分發(fā)揮指導(dǎo)教師運(yùn)用豐富的專業(yè)知識(shí)和項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)等寶貴資源優(yōu)勢(shì),對(duì)學(xué)生能力的多樣性和創(chuàng)造性予以較有針對(duì)性的評(píng)價(jià),又可以大大提高評(píng)分的效率,及時(shí)給予學(xué)生正確的反饋,提高教學(xué)的效果。

綜上,高職物流仿真實(shí)驗(yàn)自動(dòng)評(píng)分系統(tǒng)的主要設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)思路如圖1所示。

圖1 高職物流仿真實(shí)驗(yàn)自動(dòng)評(píng)分系統(tǒng)基本模型

2 系統(tǒng)評(píng)分規(guī)則設(shè)計(jì)

如果評(píng)判的對(duì)象是基礎(chǔ)模型,則僅需對(duì)模型部分進(jìn)行評(píng)分;如果評(píng)判的對(duì)象是仿真模型,則還需要對(duì)數(shù)據(jù)部分、日志部分和指令部分四個(gè)方面進(jìn)行評(píng)價(jià)并綜合。在仿真模型的評(píng)分過程中,可以根據(jù)題目所考察的側(cè)重點(diǎn)不同,動(dòng)態(tài)地設(shè)置每個(gè)部分分?jǐn)?shù)所占的比例。

2.1 模型部分

對(duì)基礎(chǔ)模型進(jìn)行考察時(shí),應(yīng)根據(jù)學(xué)生的模型建立情況,在設(shè)備選擇、設(shè)備參數(shù)、設(shè)備布局、作業(yè)流程、連接設(shè)置、錯(cuò)誤提示、協(xié)調(diào)互動(dòng)、環(huán)境設(shè)置、人員配置、智能設(shè)備等十個(gè)方面評(píng)價(jià)。每個(gè)方面都分為:A、B、C、D、E五個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。A表示優(yōu)秀、B表示良好、C表示中等、D表示及格、E表示不及格。十個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的含義如下:

(1)設(shè)備選擇 (必備設(shè)備的選擇):滿足題目要求的情況下,所必須用到的設(shè)備是否齊備,選擇是否正確;

(2)設(shè)備參數(shù):根據(jù)每個(gè)設(shè)備的屬性參數(shù)設(shè)置是否合理;

(3)設(shè)備布局:設(shè)備的方位、設(shè)備間的距離、設(shè)備間的協(xié)調(diào)和視覺效果等方面是否合理;

(4)作業(yè)流程:模型是否按照作業(yè)流程在運(yùn)行;

(5)設(shè)備連接:設(shè)備間的連接與設(shè)置是否正確無(wú)誤;

(6)錯(cuò)誤提示:運(yùn)行模型時(shí)是否有錯(cuò)誤提示;

(7)協(xié)調(diào)互動(dòng):設(shè)備間的協(xié)調(diào)互動(dòng)程度;

(8)環(huán)境美化:對(duì)建筑物和周圍環(huán)境的美化工作;

(9)人員配置:對(duì)于操作員的數(shù)量、站位、尺寸等設(shè)置;

(10)智能設(shè)備:智能導(dǎo)向物、分流傳送帶或其他需要設(shè)定邏輯 (如:工作組、條形碼、目的地等)的等智能設(shè)備的運(yùn)用。

2.2 數(shù)據(jù)部分

RaLC仿真軟件是在建立模型的基礎(chǔ)上,利用各種數(shù)據(jù)文件來驅(qū)動(dòng)模型,實(shí)現(xiàn)詳細(xì)而又準(zhǔn)確的貨物流通和作業(yè)流程。對(duì)仿真模型而言,模型完全按照數(shù)據(jù)文件中的記錄有計(jì)劃地運(yùn)行,可以達(dá)到對(duì)物流系統(tǒng)具體流程準(zhǔn)確的仿真模擬。數(shù)據(jù)文件的重要性不僅在于驅(qū)動(dòng)模型,還是后期輸出日志進(jìn)行分析優(yōu)化的必備條件。數(shù)據(jù)文件包括對(duì)商品具體參數(shù)加以定義的商品管理文件,模擬倉(cāng)儲(chǔ)配送中心出入庫(kù)作業(yè)的出庫(kù)、入庫(kù)文件,對(duì)于普通貨架或立體倉(cāng)庫(kù)等倉(cāng)儲(chǔ)設(shè)備的初始庫(kù)存文件,還有控制設(shè)備和人員進(jìn)行分揀/分類的文件等等。為此,自動(dòng)評(píng)分系統(tǒng)從數(shù)據(jù)文件的建立情況、內(nèi)容的準(zhǔn)確性和各文件之間的連貫性、整體性等四個(gè)方面作為考察對(duì)象。

文件齊備性主要對(duì)滿足題目所必需的數(shù)據(jù)文件是否齊全進(jìn)行考察,數(shù)據(jù)文件的類型由題目中涉及到的任務(wù)而定。所以,教師在布置題目前,要明確將涉及到哪些任務(wù),而學(xué)生創(chuàng)建數(shù)據(jù)文件時(shí),應(yīng)按照RaLC軟件附帶的數(shù)據(jù)文件模版的要求書寫;字段完整性考察每個(gè)數(shù)據(jù)文件中的字段是否齊全。在RaLC軟件附帶的數(shù)據(jù)文件模版中已經(jīng)定義了每個(gè)文件中有哪些字段,其中哪些字段為必備哪些為可選字段;字段正確性用于判定每個(gè)文件中每個(gè)字段下輸入的內(nèi)容是否符合模版的要求,每個(gè)字段都有自己的約束,系統(tǒng)根據(jù)一個(gè)文件引用另一個(gè)文件字段內(nèi)容的參照完整性原則和每個(gè)文件自己的字段內(nèi)容書寫限制等兩個(gè)方面進(jìn)行評(píng)分。

2.3 指令部分

RaLC作為具有人工智能的物流仿真軟件,不僅在軟件本身集成了很多基本的人工智能,而且可以通過在作業(yè)管理器中讀入用戶自己書寫的指令文件,實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步對(duì)物流中心作業(yè)人員的控制?，F(xiàn)實(shí)中的作業(yè)員常常需要相互協(xié)作自覺地調(diào)整自己的作業(yè)流程來達(dá)到提高工作效率的效果。在RaLC軟件中,作業(yè)管理器相當(dāng)于作業(yè)員用于思考的 “大腦”,“大腦”通過其讀入的指令文件發(fā)出的作業(yè) “指示”,從而起到有效調(diào)度人員的作用。作業(yè)管理器指令可分為分流指令、作業(yè)員的作業(yè)類指令、出貨數(shù)據(jù)的清單操作類指令、信息的取得、設(shè)定類和變量演算指令等四大類,共有200種以上,幾乎涵蓋了現(xiàn)代物流中心作業(yè)員作業(yè)流程中所有的工作內(nèi)容,可以根據(jù)不同的場(chǎng)合、條件和需求加以運(yùn)用。每個(gè)作業(yè)員的工作情況都會(huì)被如實(shí)地反映到日志中,所以作業(yè)員指令的正確有效運(yùn)用與否直接影響到物流中心工作效率。因此,在自動(dòng)評(píng)分系統(tǒng)中,通過對(duì)指令文件的逐一檢查,判斷指令文件與作業(yè)管理器搭配的情況和文件內(nèi)容本身的準(zhǔn)確性和合理性來完成對(duì)指令部分的評(píng)分。

文件完備性是指令文件的數(shù)量是否與作業(yè)管理器相對(duì)應(yīng),作業(yè)管理器作業(yè)員的動(dòng)作,如 “取得貨物”、“將貨物出手”等動(dòng)作是根據(jù)被讀入到作業(yè)管理器的命令文件來執(zhí)行的,所以涉及到作業(yè)管理器的人員時(shí),指令文件是必須的。自動(dòng)評(píng)分系統(tǒng)要求每個(gè)作業(yè)管理器都有一個(gè)自己的指令文件,另外,共享一個(gè) “返回作業(yè)”指令文件。所以,指令文件數(shù) =作業(yè)管理器數(shù) +1。為了保證系統(tǒng)正常運(yùn)行,要求即使有兩個(gè)作業(yè)管理器的指令文件內(nèi)容一樣,也必須建立兩個(gè)指令文檔。

書寫正確性是指令文件內(nèi)容是否符合指令格式的要求,每條指令都有自己的格式與參數(shù)上的要求,所以系統(tǒng)將對(duì)所有指令文件的內(nèi)容進(jìn)行掃描,發(fā)現(xiàn)有錯(cuò)將相應(yīng)的地扣分。在RaLC的 《作業(yè)管理器說明》中,對(duì)所有的指令進(jìn)行了詳細(xì)的解釋,包括其用途、格式、參數(shù)的說明,因此自動(dòng)評(píng)分系統(tǒng)根據(jù) 《作業(yè)管理器說明》中的要求判斷指令文件書寫的正確性。

2.4 日志部分

日志是模型運(yùn)行全過程的數(shù)值記錄。日志文件如實(shí)記錄了模型運(yùn)行軌跡,反映出了物流系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行情況。進(jìn)而運(yùn)用歸類、統(tǒng)計(jì)等方法的分析工具得到忙閑狀態(tài)圖、時(shí)間標(biāo)記圖和能力圖。這些圖表可以直觀地表示出物流中心的運(yùn)行情況,幫助用戶迅速發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)均衡性和瓶頸,掌握系統(tǒng)運(yùn)行效率和處理能力,便于對(duì)系統(tǒng)進(jìn)一步分析和改進(jìn)。為此,自動(dòng)評(píng)分系統(tǒng)在日志文件的存在性和完整性、學(xué)生運(yùn)用日志分析工具得出的分析結(jié)果和模型運(yùn)行效率等三個(gè)方面進(jìn)行評(píng)分。學(xué)生準(zhǔn)確提供相關(guān)日志文件是本系統(tǒng)自動(dòng)完成上述判斷和運(yùn)算工作的必要基礎(chǔ)。對(duì)日志部分的基本評(píng)判過程是:首先,需評(píng)價(jià)日志文件是否被輸出,是否完備;其次,日志分析結(jié)果是否存在;第三,自動(dòng)分析日志,運(yùn)算出上述分析結(jié)果中作業(yè)員 (或設(shè)備)的工作效率,計(jì)算公式如下:

模型效率 =有效工作時(shí)間之和/(模型運(yùn)行時(shí)間×設(shè)備或設(shè)備數(shù))

3 結(jié) 語(yǔ)

物流仿真實(shí)驗(yàn)自動(dòng)評(píng)分系統(tǒng)雖然是針對(duì)樂龍物流仿真軟件的模型規(guī)則設(shè)計(jì)的,但其評(píng)價(jià)規(guī)則和設(shè)計(jì)思路也可以應(yīng)用于其它物流仿真教學(xué)軟件。即可以將學(xué)生的實(shí)驗(yàn)結(jié)果以數(shù)據(jù)文件的形式輸入系統(tǒng),然后設(shè)定不同權(quán)重的評(píng)判指標(biāo),由系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算得出仿真模型的客觀評(píng)分,再結(jié)合教師對(duì)基礎(chǔ)模型的主觀評(píng)分,從而對(duì)學(xué)生在不同階段的實(shí)驗(yàn)成果進(jìn)行有效考察和評(píng)估,這樣不僅可以獲得及時(shí)有效的反饋,促進(jìn)其不斷完善改進(jìn),提高軟件操作水平和物流系統(tǒng)設(shè)計(jì)水平,而且也減輕了教師負(fù)擔(dān),提高了教師工作效率。

[1]李玲.高職物流專業(yè)實(shí)踐性教學(xué)探討[J].中國(guó)成人教育,2006,(2):79-80.

[2]唐細(xì)語(yǔ).高職物流管理專業(yè)實(shí)踐性教學(xué)改革探索與實(shí)踐[J].中國(guó)物流與采購(gòu),2010,(15):74-75.

[3]宗德才.操作題自動(dòng)評(píng)分系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì),2010,31(5):1156-1160.