物流系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)訓(xùn)課程 實(shí)踐體系建設(shè)探究

摘要：物流工程作為應(yīng)用型學(xué)科，著重培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力。結(jié)合我?！拔锪鞴こ獭睂I(yè)碩士培養(yǎng)特色，通過(guò)物流系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)訓(xùn)課程的實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生從事物流工程領(lǐng)域工作能力。在物流系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)訓(xùn)課程實(shí)踐體系建設(shè)上，結(jié)合RFID技術(shù)，設(shè)計(jì)物流系統(tǒng)建模與仿真軟件Flexsim的二次開(kāi)發(fā)平臺(tái)。通過(guò)研發(fā)設(shè)計(jì)，促進(jìn)學(xué)生鞏固理論知識(shí)、提高實(shí)踐能力及科研能力，同時(shí)為學(xué)生提供更為實(shí)用和便捷的系統(tǒng)建模與仿真實(shí)踐研發(fā)環(huán)境，促進(jìn)“物流工程”專業(yè)碩士培養(yǎng)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

關(guān)鍵詞：物流工程；人才培養(yǎng)；實(shí)踐體系建設(shè)；系統(tǒng)建模與仿真；Flexsim；RFID

引言

物流工程作為應(yīng)用型學(xué)科，在教學(xué)和科研兩方面都極為重視系統(tǒng)流程與現(xiàn)場(chǎng)操作，著重培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力。為有效支撐我?！拔锪鞴こ獭睂I(yè)碩士培養(yǎng)目標(biāo)，結(jié)合我校“物流工程”專業(yè)碩士培養(yǎng)特色，充分加強(qiáng)學(xué)生在物流工程領(lǐng)域中物流系統(tǒng)建模研發(fā)技術(shù)的實(shí)踐能力，通過(guò)物流系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)訓(xùn)課程內(nèi)容的教學(xué)與實(shí)踐，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生從事物流工程領(lǐng)域工作能力。我校所開(kāi)設(shè)的研究生課程“物流系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)訓(xùn)”突出教學(xué)的實(shí)踐性?！拔锪飨到y(tǒng)應(yīng)用實(shí)訓(xùn)”課程大綱制定過(guò)程中，充分考慮課程實(shí)訓(xùn)實(shí)踐性，具體要求通過(guò)實(shí)踐促進(jìn)學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的深刻理解，掌握物流系統(tǒng)建模研發(fā)技術(shù)基礎(chǔ)，培養(yǎng)學(xué)生具備“密切結(jié)合物流系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程需求，為提高系統(tǒng)運(yùn)行效率、降低物流成本、提高物流運(yùn)作效益，運(yùn)用物流系統(tǒng)建模與仿真技術(shù)，規(guī)劃設(shè)計(jì)物流系統(tǒng)”的能力。

物流系統(tǒng)建模與仿真技術(shù)已成為物流工程領(lǐng)域的重要支撐技術(shù)。分析物流系統(tǒng)需求，結(jié)合具體流程的模擬仿真分析和建模方法，構(gòu)建物流系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)訓(xùn)課程實(shí)踐體系，既能夠提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，也能夠提高學(xué)生分析和解決問(wèn)題的能力。在物流系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)訓(xùn)課程實(shí)踐體系建設(shè)上，具體規(guī)劃設(shè)計(jì)物流系統(tǒng)建模與仿真軟件Flexsim的二次開(kāi)發(fā)平臺(tái)。首先在Flexsim軟件教學(xué)中滲透物流系統(tǒng)建模知識(shí)和方案，在學(xué)生直觀理解物流建模流程以及一些具體設(shè)備的基礎(chǔ)上，結(jié)合先進(jìn)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，詳細(xì)設(shè)計(jì)物流系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)訓(xùn)實(shí)踐平臺(tái)，利用已掌握的開(kāi)發(fā)技術(shù)和手段實(shí)現(xiàn)初步原型，為學(xué)生提供系統(tǒng)建模與仿真技術(shù)支撐下的物流系統(tǒng)實(shí)踐與研發(fā)平臺(tái)，通過(guò)研發(fā)與利用進(jìn)一步促進(jìn)“物流工程”專業(yè)研究生鞏固理論知識(shí)、提高實(shí)踐能力及科研能力，從而達(dá)到支撐“物流工程”專業(yè)碩士培養(yǎng)工作的目標(biāo)。

1、我?！拔锪鞴こ獭睂I(yè)碩士的培養(yǎng)概況

“物流工程”專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)是從我國(guó)物流產(chǎn)業(yè)的實(shí)際出發(fā)，結(jié)合本校優(yōu)勢(shì)，培養(yǎng)具有物流領(lǐng)域堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)理論和寬廣的專業(yè)知識(shí)，富有創(chuàng)新意識(shí)，能獨(dú)立從事物流工程信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)，能熟練運(yùn)用信息技術(shù)進(jìn)行物流工程管理，具有良好的職業(yè)素養(yǎng)的高層次應(yīng)用型專門人才。我校信息管理學(xué)院承擔(dān)“物流工程”專業(yè)碩士的培養(yǎng)，培養(yǎng)目標(biāo)制定為：物流工程是以物流系統(tǒng)為研究對(duì)象，研究物流系統(tǒng)的資源優(yōu)化配置、物流運(yùn)作過(guò)程控制、經(jīng)營(yíng)和管理的工程領(lǐng)域。培養(yǎng)方案中設(shè)置了3個(gè)培養(yǎng)方向，分別是：物流系統(tǒng)工程、物流系統(tǒng)規(guī)劃與設(shè)計(jì)、先進(jìn)制造與物流管理。

我校重視“物流工程”專業(yè)碩士研究生實(shí)踐能力的培養(yǎng)，所開(kāi)設(shè)的研究生課程“物流系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)訓(xùn)”具有較強(qiáng)的實(shí)踐性。物流行業(yè)人才需求要求學(xué)生具有“結(jié)合物流業(yè)務(wù)需求，運(yùn)用物流系統(tǒng)建模與仿真技術(shù)提高物流系統(tǒng)運(yùn)行效率、降低物流成本、提高物流運(yùn)作效益”的能力。物流系統(tǒng)建模與仿真技術(shù)及系統(tǒng)的二次開(kāi)發(fā)技術(shù)乃當(dāng)前支撐物流系統(tǒng)建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)。為更好地培養(yǎng)學(xué)生熟練運(yùn)用物流系統(tǒng)建模與仿真技術(shù)及系統(tǒng)的二次開(kāi)發(fā)技術(shù)，結(jié)合我院“物流工程”專業(yè)碩士培養(yǎng)特色，構(gòu)建并運(yùn)用“物流工程”專業(yè)物流系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)訓(xùn)課程實(shí)踐體系，能夠促進(jìn)我院“物流工程”專業(yè)碩士學(xué)生對(duì)物流系統(tǒng)理論知識(shí)的深刻理解，同時(shí)掌握物流系統(tǒng)建模與仿真技術(shù)及系統(tǒng)的二次開(kāi)發(fā)技術(shù)。

2、物流系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)訓(xùn)課程概況

我校信息管理學(xué)院承擔(dān)“物流工程”專業(yè)碩士培養(yǎng)工作，信息管理學(xué)院擁有信息系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室、電子商務(wù)綜合實(shí)驗(yàn)室，項(xiàng)目承擔(dān)教師具有物流工程和物流系統(tǒng)建模與仿真技術(shù)及系統(tǒng)的二次開(kāi)發(fā)技術(shù)相關(guān)研究、研究生教學(xué)、學(xué)科建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)室教師具有環(huán)境維護(hù)工作經(jīng)驗(yàn)，所培養(yǎng)的研究生也具備相關(guān)理論基礎(chǔ)?！拔锪飨到y(tǒng)應(yīng)用實(shí)訓(xùn)”課程是工程碩士物流工程專業(yè)一門必修實(shí)踐課，課程的任務(wù)是使學(xué)生掌握物流系統(tǒng)的基本知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生在物流系統(tǒng)方面的應(yīng)用能力，掌握物流系統(tǒng)體系架構(gòu)，深入了解物流系統(tǒng)核心技術(shù)，鍛煉學(xué)生的知識(shí)應(yīng)用能力以及分析問(wèn)題、解決分析的能力，為學(xué)生今后的從事相關(guān)工作打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。“物流系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)訓(xùn)”課程主要講授物流系統(tǒng)的核心架構(gòu)及應(yīng)用知識(shí)，重點(diǎn)包括物流體系架構(gòu)、物流工程應(yīng)用知識(shí)、物流工程前沿技術(shù)、物流工程實(shí)訓(xùn)等內(nèi)容。

物流工程主要研究物流經(jīng)營(yíng)管理、物流系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)、資源優(yōu)化、運(yùn)作控制，其中充分重視物流系統(tǒng)建模。圍繞我校“物流工程”專業(yè)碩士培養(yǎng)目標(biāo)和“物流系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)訓(xùn)”課程大綱授課目標(biāo)，結(jié)合物流系統(tǒng)應(yīng)用需求，在物流系統(tǒng)建模與仿真軟件Flexsim的二次開(kāi)發(fā)及平臺(tái)建設(shè)中，通過(guò)充分調(diào)研，運(yùn)用專業(yè)知識(shí)規(guī)劃設(shè)施、分析流程，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)RFID技術(shù)，利用Flexsim系統(tǒng)仿真模型軟件，設(shè)計(jì)“物流系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)訓(xùn)”課程所需的實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)，構(gòu)建物流系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)訓(xùn)課程實(shí)踐體系以及物流系統(tǒng)建模與仿真軟件Flexsim的二次開(kāi)發(fā)平臺(tái)。通過(guò)建設(shè)的平臺(tái)實(shí)現(xiàn)物流系統(tǒng)設(shè)施設(shè)備及流程的規(guī)劃優(yōu)化的建模與仿真，使學(xué)生在該課程的實(shí)訓(xùn)過(guò)程中能夠充分利用仿真建模虛擬環(huán)境，培養(yǎng)學(xué)生利用物流系統(tǒng)仿真建模技術(shù)以及先進(jìn)的信息通信技術(shù)設(shè)計(jì)優(yōu)化物流系統(tǒng)的能力，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力。教師和學(xué)生利用物流系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)訓(xùn)課程實(shí)踐體系平臺(tái)，運(yùn)用Flexsim軟件提供的仿真建模功能及開(kāi)發(fā)環(huán)境提供的技術(shù)支撐，對(duì)來(lái)自物流企業(yè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，依據(jù)分析結(jié)果，發(fā)現(xiàn)物流企業(yè)的瓶頸問(wèn)題并給出解決方案，實(shí)現(xiàn)分析結(jié)果及解決方案的數(shù)據(jù)庫(kù)更新，完成從數(shù)據(jù)采集、建模、分析及存儲(chǔ)結(jié)果的全過(guò)程。從而進(jìn)一步提高我?！拔锪鞴こ獭睂I(yè)碩士研究生掌握利用物流系統(tǒng)建模與仿真技術(shù)和先進(jìn)信息技術(shù)設(shè)計(jì)優(yōu)化物流系統(tǒng)的能力。

3、實(shí)踐體系建設(shè)

3.1 Flexsim仿真軟件基礎(chǔ)

Flexsim仿真軟件是由美國(guó)Flexsim software production公司開(kāi)發(fā)的離散事件系統(tǒng)仿真商業(yè)軟件化，是一款采用面向?qū)ο蠹夹g(shù)，以系統(tǒng)仿真、模型設(shè)計(jì)、流程分析、仿真模型制作為主要功能的工具軟件，能夠?yàn)榻處熖峁┝己玫慕虒W(xué)手段，為學(xué)生提供良好的實(shí)驗(yàn)環(huán)境。其中集成了三維可視化功能、模型仿真、數(shù)據(jù)處理、以及一定的人工智能等計(jì)算機(jī)技術(shù)，具備建?？旖莘奖?、顯示能力強(qiáng)大等特點(diǎn)，一般用以面向制造、物流等不同行業(yè)、不同系統(tǒng)進(jìn)行建模優(yōu)化仿真。

在物流工程教學(xué)過(guò)程中，針對(duì)學(xué)生對(duì)于物流工程中的設(shè)施設(shè)備和運(yùn)作效率缺乏感性認(rèn)識(shí)的不足，利用Flexsim仿真軟件實(shí)施設(shè)施規(guī)劃與物流分析等方面的教學(xué)和實(shí)驗(yàn)，提高學(xué)生對(duì)物流運(yùn)作流程的認(rèn)識(shí)，彌補(bǔ)缺乏物流工程實(shí)訓(xùn)實(shí)踐場(chǎng)地的缺陷。通過(guò)利用Flexsim，在計(jì)算機(jī)環(huán)境中建立對(duì)象系統(tǒng)的三維模型，既能夠?qū)崿F(xiàn)模型系統(tǒng)分析與工程驗(yàn)證功能，又能夠具備優(yōu)化設(shè)計(jì)及改造方案的功能，在一定程度上能夠輔助培養(yǎng)物流工程學(xué)生應(yīng)具備的實(shí)踐能力。教師及學(xué)生利用Flexsim能夠?qū)崿F(xiàn)具有層次結(jié)構(gòu)建模模型，在組建對(duì)象時(shí)，F(xiàn)lexsim組件運(yùn)用了面向?qū)ο罄^承方法，此外Flexsim對(duì)象具有開(kāi)放性，這些特性都能夠?yàn)榻Ｕ吖?jié)省大量的建模時(shí)間。并且，F(xiàn)lexsim既提供了操作員、傳送帶、叉車、交通燈、貨盤、集裝箱、倉(cāng)庫(kù)等蘊(yùn)含廣泛的對(duì)象，又能夠?qū)崿F(xiàn)用戶、模型和庫(kù)之間交換，支持自定義模型，這些特性也可以充分提高了建模效率。同時(shí)，F(xiàn)lexsim具有配送中心揀選仿真、倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)入出庫(kù)仿真、產(chǎn)品庫(kù)分揀仿真、供應(yīng)鏈仿真、生產(chǎn)物流仿真等眾多的仿真功能。圖1給出了Flexsim建模實(shí)例圖。

Flexsim仿真軟件不僅能夠提供數(shù)據(jù)擬和、建模優(yōu)化、模型可視化、虛擬現(xiàn)實(shí)等功能，而且能夠提供與其他開(kāi)發(fā)工具軟件的多種接口功能，眾多的外部接口能夠保障Flexsim二次開(kāi)發(fā)平臺(tái)項(xiàng)目的規(guī)劃、設(shè)計(jì)與實(shí)施。通過(guò)Flexsim與C++的接口結(jié)合，提供ODBC鏈接到數(shù)據(jù)庫(kù)以及多種結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)文件；Flexsim能夠利用3DS、VRML、DXF和STL的3D等三維圖形文件，并且包括最新的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，能夠直接導(dǎo)入其建模過(guò)程當(dāng)中。以上這些功能與特點(diǎn)，為我校物流應(yīng)用系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)課程的實(shí)踐體系建設(shè)提供了充分的系統(tǒng)建模仿真及二次開(kāi)發(fā)技術(shù)保障，進(jìn)一步促進(jìn)培養(yǎng)我?！拔锪鞴こ獭睂I(yè)碩士研究生掌握利用物流系統(tǒng)建模與仿真技術(shù)及先進(jìn)信息技術(shù)設(shè)計(jì)優(yōu)化物流業(yè)務(wù)系統(tǒng)的能力。

3.2 RFID技術(shù)基礎(chǔ)

射頻識(shí)別（RFID）在20世紀(jì)末興起，屬于一種射頻自動(dòng)識(shí)別的技術(shù)。一般來(lái)說(shuō)RFID由無(wú)線射頻標(biāo)簽、讀寫(xiě)器和讀寫(xiě)器天線3部分組成，其利用射頻信號(hào)的空間耦合實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換，傳輸自動(dòng)識(shí)別特征，射頻識(shí)別距離通?？蓮膸资迕走_(dá)到幾十米以上，根據(jù)讀寫(xiě)方式的不同，能夠承載數(shù)兆級(jí)字節(jié)信息的傳輸。其基本工作流程如下：在相當(dāng)于待識(shí)別物體身份象征的RFID標(biāo)簽中寫(xiě)入標(biāo)識(shí)信息，上電后的RFID讀寫(xiě)器發(fā)出查詢射頻信號(hào)，RFID標(biāo)簽進(jìn)入讀寫(xiě)器讀取范圍時(shí)，可將標(biāo)簽存儲(chǔ)的信息發(fā)送給讀寫(xiě)器，RFID讀寫(xiě)器接收信息并完成一定待識(shí)別物體的信息內(nèi)容處理，從而實(shí)現(xiàn)非接觸識(shí)別物體及其相關(guān)內(nèi)容的目的。

在物流系統(tǒng)中應(yīng)用的RFID標(biāo)簽大多數(shù)是被動(dòng)式的電子標(biāo)簽，其相對(duì)于主動(dòng)式電子標(biāo)簽，標(biāo)簽更加輕量、尺寸更小、壽命相對(duì)更長(zhǎng)，薄弱之處在于被動(dòng)式標(biāo)簽的讀寫(xiě)距離相對(duì)較短。RFID技術(shù)已成為信息存儲(chǔ)、提取和計(jì)算的主流技術(shù)，近幾年其技術(shù)顯出大規(guī)模發(fā)展的態(tài)勢(shì)。國(guó)內(nèi)外商品物流企業(yè)運(yùn)用RFID技術(shù)很大程度上提高了物流配送系統(tǒng)的效率、大幅度增加了物流配送系統(tǒng)的效益。國(guó)內(nèi)眾多物流配送中心大量采用RFID技術(shù)，如海爾集團(tuán)運(yùn)用RFID技術(shù)，極大地降低了物資呆滯水平，減少了庫(kù)存資金，同時(shí)也大量減少了倉(cāng)庫(kù)用地，使運(yùn)營(yíng)成本得到了巨大的降低。

3.3 實(shí)踐體系建設(shè)成果

由教師和學(xué)生建立的物流應(yīng)用系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)課程實(shí)踐體系團(tuán)隊(duì)，首先分析了物流配送中心作業(yè)流程，如圖2所示。

在此基礎(chǔ)上，重點(diǎn)分析了進(jìn)貨流程，結(jié)合RFID技術(shù)完成了進(jìn)貨流程設(shè)計(jì)，如圖3所示。

進(jìn)一步結(jié)合如圖4所示的Flexsim仿真流程，設(shè)計(jì)完成了Flexsim的二次開(kāi)發(fā)方案。首先，利用組件對(duì)象類軟件Unigraphics建立貨物及RFID模型，再在3DSMax軟件中進(jìn)行貨物及RFID模型處理，導(dǎo)出3ds格式文件，之后導(dǎo)入到Flexsim中備用，將貨物及RFID對(duì)象拖拽到仿真視圖窗口中的適當(dāng)位置，按照需要設(shè)置導(dǎo)入的貨物及RFID組件實(shí)體，定義貨物及RFID對(duì)象之間的邏輯關(guān)系，構(gòu)建仿真模型。通過(guò)上述流程，在Flexsim仿真軟件中完成新型實(shí)體的應(yīng)用，建立仿真模型。運(yùn)行仿真模型，操作貨物及RFID對(duì)象，檢測(cè)對(duì)象狀態(tài)，分析仿真結(jié)果。

結(jié)合RFID技術(shù)，基于Flexsim仿真軟件，以進(jìn)貨流程為例，通過(guò)二次開(kāi)發(fā)，設(shè)計(jì)完成進(jìn)貨作業(yè)仿真全過(guò)程方案。利用進(jìn)貨仿真實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，能夠?qū)?shù)據(jù)采集器獲得的數(shù)據(jù)導(dǎo)入Flexsim進(jìn)貨模型對(duì)象中，建立對(duì)象三維模型，并實(shí)現(xiàn)對(duì)模型的分析和驗(yàn)證，從而優(yōu)化配置方案，提供更有效的實(shí)用性和更高效的便捷性。

4、結(jié)束語(yǔ)

我校重視“物流工程”專業(yè)碩士研究生實(shí)踐能力的培養(yǎng)，培養(yǎng)方案中設(shè)置的“物流系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)訓(xùn)”課程內(nèi)容充分體現(xiàn)出對(duì)實(shí)踐性的重視。通過(guò)課程建設(shè)立項(xiàng)，圍繞“物流工程”專業(yè)碩士培養(yǎng)的需求，構(gòu)建一套物流系統(tǒng)建模與仿真軟件Flexsim的二次開(kāi)發(fā)平臺(tái)的實(shí)踐體系，以支撐工程碩士“物流系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)訓(xùn)”課程的教學(xué)與實(shí)踐以及“物流工程”工程碩士教學(xué)課程體系，支撐“物流工程”專業(yè)碩士研究生教育培養(yǎng)工作。通過(guò)構(gòu)建物流系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)訓(xùn)課程實(shí)踐體系，提高了學(xué)生深入掌握物流系統(tǒng)建模與仿真技術(shù)及系統(tǒng)的二次開(kāi)發(fā)技術(shù)；通過(guò)運(yùn)用物流系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)訓(xùn)課程實(shí)踐環(huán)境，促進(jìn)了我院“物流工程”專業(yè)碩士學(xué)生對(duì)物流系統(tǒng)理論知識(shí)的深刻理解，鞏固理論知識(shí)，提高科研能力和實(shí)踐能力。物流系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)訓(xùn)課程實(shí)踐體系建設(shè)工作，進(jìn)一步提高了我?！拔锪鞴こ獭睂I(yè)碩士研究生掌握利用物流系統(tǒng)建模與仿真技術(shù)和先進(jìn)信息技術(shù)設(shè)計(jì)優(yōu)化物流系統(tǒng)的能力，對(duì)我校“物流工程”專業(yè)碩士研究生培養(yǎng)工作以及相關(guān)學(xué)科研究生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實(shí)踐活動(dòng)提供了更為有力的支持，提高了我校“物流工程”專業(yè)碩士研究生的培養(yǎng)質(zhì)量。

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作者簡(jiǎn)介：孫若瑩，副教授，碩士研究生導(dǎo)師，北京信息科技大學(xué)，研究方向：電子商務(wù)、供應(yīng)鏈管理。