物流系統(tǒng)仿真綜述

李經(jīng)世 李龍飛

【摘要】對物流系統(tǒng)仿真的相關(guān)研究領(lǐng)域進行評述，分析了物流中心的布局規(guī)劃、貨物存取和訂單分揀及物流配送中心的選址、配送中心和零售商的庫存管理策略徑規(guī)劃策略等方面研究的特色并介紹了其應(yīng)用研究成果，對現(xiàn)有研究的不足進行了評述；分析了物流系統(tǒng)仿真優(yōu)化方面的主要進展及存在的問題；提出了物流系統(tǒng)仿真的進一步發(fā)展方向。

【關(guān)鍵詞】物流；系統(tǒng)；仿真

中圖分類號：F27 文獻標(biāo)識碼A： 文章編號：1006-0278（2014）05-102-01

一、物流系統(tǒng)仿真概況

物流系統(tǒng)是一個多因素、多目標(biāo)的復(fù)雜系統(tǒng)，現(xiàn)代物流越來越強調(diào)物流的系統(tǒng)化、綜合化，而物流系統(tǒng)大多是離散的、復(fù)雜的大系統(tǒng)，物流系統(tǒng)的整體優(yōu)化是一個復(fù)雜的系統(tǒng)分析問題包含多約束多因素的影響。人們對復(fù)雜事物和復(fù)雜系統(tǒng)建立數(shù)學(xué)模型并進行求解的能力是有限的，目標(biāo)函數(shù)和約束條件往往不能以明確的函數(shù)關(guān)系表達，或因函數(shù)帶有隨機參、變量，導(dǎo)致基于數(shù)學(xué)模型的優(yōu)化方法在應(yīng)用于實際生產(chǎn)時，有其局限性甚至不適用?；诜抡娴膬?yōu)化方法正是在這樣的背景下發(fā)展起來的。

仿真所建立的模型，完全是實際系統(tǒng)的映像。即它反映系統(tǒng)的物理特征、幾何特征，又可以反映系統(tǒng)的邏輯特性。因此，對于各種復(fù)雜的物流系統(tǒng)，無論是線性的還是非線性的，無論是靜態(tài)的還是動態(tài)的，都可以用仿真方法來研究。仿真技術(shù)在解決這類問題時有其獨到的優(yōu)勢和特點，因此許多專家學(xué)者對物流系統(tǒng)仿真領(lǐng)域進行了大量的研究，以使得物流系統(tǒng)的價值潛力得到最大的發(fā)揮，提高企業(yè)的效率和利潤。

二、物流中心的布局規(guī)劃及庫存仿真

在物流中心的布局規(guī)劃、貨物存取和訂單分揀的研究方面，國內(nèi)外許多學(xué)者做了相關(guān)研究，如LoonC.Tang等研究一個手工訂單分揀系統(tǒng)的分批和存儲分配策略，其中把訂單分揀系統(tǒng)建模成一個帶有分批和揀貨的二級排隊系統(tǒng)，推導(dǎo)出一批訂單完成時間的均值和方差的邊界和近似估計，并通過仿真的方法來評估此結(jié)果。此外還比較了物品存儲分派采用平均分派和偏斜分派兩種策略時的訂單完成時間。M.Eric Johnson等采用SIMAN仿真語言對所要設(shè)計的Hewlett-Packard公司的北美新配送中心建模，建立了自動分揀系統(tǒng)，訂單采集，大宗訂單出貨，再包裝過程4個子模型，對每一個模型進行實驗，得出最優(yōu)結(jié)果，然后再結(jié)合成整個配送中心的仿真模型，并根據(jù)仿真結(jié)果設(shè)計了新的工作流程使分揀系統(tǒng)的效率比原來配送中心的提高了80%，訂單采集效率提高了60%，為中心的設(shè)計提供了指導(dǎo)性的意見，極大地加速了配送中心的建設(shè)。Sadan Kulturel等采用計算機仿真的方法對配送中心的ASRS的庫存分派策略進行了研究。分析了一些參數(shù)的敏感性，這些參數(shù)包括產(chǎn)品的種類數(shù)目，庫存補貨的交付周期和需求率，指出產(chǎn)品種類數(shù)對系統(tǒng)性能沒有明顯影響，而交付周期和需求率對系統(tǒng)性能的影響相似，這兩個因素的增大都會使運行時間、貨架利用率、服務(wù)水平等系統(tǒng)性能指標(biāo)降低。

三、物流配送中心仿真

在物流配送中心的選址，配送中心和零售商的庫存管理策略徑規(guī)劃策略等方面，國內(nèi)外一些學(xué)者也做了初步研究，余峰等以HLA（High Level Architecture）為計算機仿真標(biāo)準(zhǔn)，對物流配送系統(tǒng)進行了建模仿真；在分析物流配送仿真系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，開發(fā)了仿真系統(tǒng)中的對象類、交互類以及聯(lián)邦成員，設(shè)計了聯(lián)邦運行的整個流程。整個物流配送仿真系統(tǒng)是一個聯(lián)邦，由客戶、配送中心、運輸中心、倉庫和供應(yīng)商五個聯(lián)邦成員組成，各聯(lián)邦成員之間通過公布/訂購對象屬性和發(fā)送交互仿真了整個物流配送活動，得到了滿意的配送方案。Sanjay L.Ahire等研究的是單一產(chǎn)品的SWMR（Single Warehouse Multi—Retailer）系統(tǒng)，其中零售商的庫存管理采用（Q， r）策略，配送中心周期性的檢查零售商的訂貨并進行配送。文章給出了一個近似的解析模型來預(yù)測系統(tǒng)在不同運作情況下的性能，并將其與仿真模型進行比較來檢驗解析模型預(yù)測結(jié)果的準(zhǔn)確性。Taniguchi等提出了一個按時間窗的車輛路徑規(guī)劃問題和動態(tài)交通仿真的集成模型，這一模型包括兩個子模型：一是貨物承運商的有時間窗的車輛路徑問題的模型；二是在城市道路網(wǎng)絡(luò)中，集貨/送貨車輛和客車的動態(tài)交通仿真模型。周立新等針對某一第3方物流企業(yè)的具體案例，分析其物流項目的構(gòu)成要素和物流需求，利用VB6.0設(shè)計開發(fā)了仿真程序，實現(xiàn)第3方物流企業(yè)運作中的倉庫選址、庫存策略和車輛配置等功能，通過對設(shè)計方案的運行效果分析，可為項目設(shè)計者提供重要的決策依據(jù)。劉岳昆、付振茹將物流配送中心布局規(guī)劃理論和現(xiàn)代虛擬仿真技術(shù)相結(jié)合，通過對物流配送中心規(guī)劃中的作業(yè)分析，提出利用Flexsim軟件進行模擬仿真的方法，可為配送中心建設(shè)規(guī)劃提供重要的決策依據(jù)。

四、總結(jié)：物流系統(tǒng)仿真的現(xiàn)狀及研究趨勢

系統(tǒng)仿真作為解決復(fù)雜物流系統(tǒng)問題的有效手段，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)物流系統(tǒng)、供應(yīng)鏈及物流配送系統(tǒng)等研究領(lǐng)域，將合適的建模方法和仿真技術(shù)有效地進行結(jié)合，成為研究物流系統(tǒng)優(yōu)化與仿真問題的主流手段，也是物流系統(tǒng)優(yōu)化與仿真的主要發(fā)展方向；目前國內(nèi)外學(xué)者在物流系統(tǒng)仿真優(yōu)化方面也已經(jīng)取得了一定的研究成果，但其進展比較緩慢，在解決物流系統(tǒng)問題時還存在算法效率不高、智能化程度不高、還沒有解決大規(guī)模實際問題的能力等方面的缺陷；綜合仿真環(huán)境己經(jīng)成為物流系統(tǒng)仿真的主要工具。物流系統(tǒng)仿真應(yīng)在分布式交互仿真、仿真優(yōu)化方法、功能強大的仿真軟件和工具的開發(fā)以及建模方法的集成等方面作進一步的研究。

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