物流系統(tǒng)仿真軟件綜述

張慧 馬永磊

1 引言

物流系統(tǒng)是指在一定的時間和空間里，由物資、包裝設(shè)備、裝卸搬運機械、運輸工具、倉儲設(shè)施、人員和通信聯(lián)系等若干相互制約的動態(tài)要素所構(gòu)成的具有特定功能的有機整體。物流系統(tǒng)仿真是近年來國內(nèi)外學術(shù)界研究的一個熱點問題。本文對物流系統(tǒng)仿真軟件在國內(nèi)外的應(yīng)用現(xiàn)狀進行分析，比較各仿真方法的優(yōu)缺點，從而探索出提高我國物流系統(tǒng)仿真技術(shù)的發(fā)展方向

2 國內(nèi)外物流系統(tǒng)仿真應(yīng)用分析

在物流系統(tǒng)仿真技術(shù)的應(yīng)用中，可以使用的仿真模型包括Petri網(wǎng)模型、AutoMod、Witness、Arena、Flexsim、M-Plant、SIMAnimation、ShowFlow等專業(yè)仿真軟件。本文主要對AutoMod、Witness、Arena、Flexsim四個軟件進行了重點的分析。

2.1AutoMod。AutoMod是美國BrooksAutomation，Inc.開發(fā)的離散事件系統(tǒng)仿真軟件，已在國外一些大型物流企業(yè)得到成功應(yīng)用。應(yīng)用該仿真軟件可完成對制造系統(tǒng)、倉儲系統(tǒng)以及控制系統(tǒng)等的仿真分析、評價和優(yōu)化設(shè)計等。

AutoMod主要包括了三大模塊：AutoMod、AutoStat和AutoView。AutoMod模塊提供給用戶一系列的物流系統(tǒng)模塊來仿真現(xiàn)實世界中的物流自動化系統(tǒng)。主要包括輸送機模塊，自動化存取系統(tǒng)（立體倉庫、堆垛機），基于路徑的移動設(shè)備（AGV等），起重機模塊等。最新版AutoMod包含有豐富的搬送形式的模板和模仿實樣的處理系統(tǒng)、各類報告的生成功能、強有力的數(shù)據(jù)分析工具、三位動畫生成功能以及通信功能。

AutoMod建立搬運機器設(shè)備等對象物體，對各個作業(yè)流程都要建立過程語言，通過編程序才能做出作業(yè)流程。全部配置結(jié)束后，編譯源程序來執(zhí)行模型。功能十分強。但建模操作十分復雜，對全部機器設(shè)備等對象物都需要程序命令語言。

我國AutoMod仿真軟件的使用主要用于生產(chǎn)線物流系統(tǒng)建模和自動分揀系統(tǒng)建模，比如在生產(chǎn)線物流系統(tǒng)建模方面主要是利用其對離散時間的仿真技術(shù)通過仿真形象地展示了加工生產(chǎn)線各部分之間的物流關(guān)系，方便地找出加工生產(chǎn)線物流系統(tǒng)的缺陷與瓶頸。通過AutoMod功能強大的分析模塊，找出最優(yōu)參數(shù)，達到了優(yōu)化設(shè)計目的。從而可以為生產(chǎn)管理者在決策過程提供依據(jù)，對類似的生產(chǎn)線物流系統(tǒng)仿真分析具有參考價值。

在國外，對AutoMod仿真軟件的使用也非常廣泛，日本京都村田機械株式會社，是全球第五大物流公司之一，上海村研控制工程有限公司是日本村田在上海的子公司，主要使用的就是AutoMod仿真軟件為客戶提供物流及工廠自動化流水線設(shè)計的建模和三維仿真評價。

2.2Witness。Witness是平面離散系統(tǒng)生產(chǎn)線仿真器，操作簡單，在低配置計算機上也完全可以靈活使用，是生產(chǎn)線仿真器的老字號，其齊備的基本仿真功能和處理優(yōu)勢，一直是大家所公認的。在配送中心規(guī)劃的問題上，可以使用Witness仿真軟件，將不同的資源形成不同的組合優(yōu)勢，有利于配送中心合并人力，空間，時間等方面的資源計算問題，為企業(yè)的實際整合提供了最佳的決策輔助方案。

在供應(yīng)鏈系統(tǒng)仿真設(shè)計上，Witness仿真軟件可以對整個供應(yīng)鏈結(jié)構(gòu)進行仿真，在模型中可建立供應(yīng)鏈績效指標，通過模型的運行結(jié)果分析出供應(yīng)鏈系統(tǒng)中所存在的問題還可通過設(shè)置模型中的參數(shù)對供應(yīng)鏈系統(tǒng)進行改善等方面具有一定的優(yōu)勢。

但其主要缺點是Witness作為可選項，還具備了三維立體顯示功能（VR），擴大了其適用范圍，不過三維立體顯示功能是后來添加的可選項，所以不適合模型從大致輪廓的概念設(shè)計開始依次建構(gòu)下去的動態(tài)過程中使用。

2.3Arena。Arena是美國SystemModeling公司開發(fā)的可視化的通用交互集成的仿真軟件，很好地解決了計算機仿真與可視化的有機集成，具備高級仿真器的易用性和專用仿真語言的柔性。它是一種集成的仿真軟件，作為一種通用的可視化仿真環(huán)境，Arena的應(yīng)用范圍十分廣泛，幾乎覆蓋可視化仿真的所有領(lǐng)域。在物流領(lǐng)域，Arena的應(yīng)用涉及從供應(yīng)商到客戶的整個供應(yīng)鏈，包括供應(yīng)商管理、庫存管理、制造過程、分銷物流、商務(wù)過程以及客戶服務(wù)等。

Arena作為可視化的仿真工具主要具有以下幾個方面的優(yōu)勢：

（1）在提高仿真建模的效率方面，通過使用層次化、模塊化的建模思想與模板開發(fā)技術(shù)，增強建模的可重用性，解決仿真過程中重復建模的問題。

（2）在增強仿真建模的功能方面，注重各種資源、工具和技術(shù)的綜合集成，除自有的各種分析器之外，還與優(yōu)化分析器、外部應(yīng)用系統(tǒng)、HLA技術(shù)、實時仿真技術(shù)等結(jié)合，通過增強與外部資源的整合能力來不斷豐富軟件的整體功能，提高軟件的仿真自動化水平。

（3）在改善人-機環(huán)境方面，注重仿真系統(tǒng)與辦公室資源的融合，使仿真軟件向平易化、辦公室化和人性化方向發(fā)展。

2.4Flexsim。Flexsim是美國的三維物流仿真軟件、應(yīng)用于系統(tǒng)建模、仿真以及實現(xiàn)業(yè)務(wù)流程可視化。Flexsim中的對象參數(shù)可以表示基本上所有的存在的實物對象，機器裝備、工作人員、傳送帶、車、倉庫、集裝箱等，同時數(shù)據(jù)信息可以用Flexsim豐富的模型庫表示出來。Flexsim具有層次結(jié)構(gòu)，可以使用繼承來節(jié)省開發(fā)時間。而且它還是面向?qū)ο蟮拈_放式軟件。對象、視窗、圖形用戶界面、菜單列表、對象參數(shù)等都是非常直觀的。

3結(jié)論

仿真軟件的逐步發(fā)展并不斷專業(yè)化的趨勢，更好地便于對復雜的物流系統(tǒng)進行研究，目前國內(nèi)外的各個仿真軟件技術(shù)的應(yīng)用主要集中在生產(chǎn)物流、供應(yīng)鏈物流、配送物流這幾個領(lǐng)域，對于供應(yīng)鏈物流領(lǐng)域的應(yīng)用還處在起步階段，并且在軟件技術(shù)操作上與國外還有很大的差距，技術(shù)水平的提高對于提高建模的準確性、解決實際物流系統(tǒng)的實際問題十分重要，這也對我國物流仿真技術(shù)的完善和發(fā)展提出來目標和研究方向。