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1、题目 某超市结账柜台排队系统的仿真研究 摘要近年来，形形色色的超市不断兴起给我们的生活带来了诸多便利。但由于许多原因，许多超市的结账柜台排队系统并不十分的完善，时常出现排队过长或结账柜台空闲等等问题，因此，优化超市结账柜台排队系统，缩短结账时间具有极大的意义。本文将针对永辉超市结账柜台排队系统进行优化。首先会介绍排队论及其相关知识，对多队列、多服务台等待制M/M/c/排队模型进行了重点阐述。其次对永辉超市的顾客到达时间，顾客服务时间进行调研。在取得原始数据后，代入排队模型公式进行数据分析与参数计算，得出计算机仿真所需的参数与变量，同时确定永辉超市的最佳结账柜台的数量。然后运用FLEXSIM对结
2、账柜台排队系统进行仿真以确定该优化方案是可行的。最后，本文给出了一些超市发展的建议。本文的研究结论可能对相类似的排队系统具有一定的借鉴意义。关键词 超市 结账柜台排队系统 建模 仿真 Title Simulationand research on the checkout counter queuing system of supermarket Abstract In recent years, thevarious supermarkets have brought many conveniences to our life. But there are many reasons to l
3、ead many supermarket checkout counters queuing system is not very perfect. The long queue or spare checkout counters and so on. Therefore, the optimization of the supermarket checkout counters queuing systemcan help the supermarket to profoundlyshorten the check-out time.This thesis aimed at to opti
4、mize the checkout counter queuing system of Yonghui supermarket. At first, the knowledge about queuing theory has been introduced, and the Multi-queue multi-serviceplatform for M/M/c/ queuing model has focused on. Secondly a survey of customer arrival time, service time and other basic data has cond
5、ucted at Yonghui supermarket. Next ，In the raw data, by using the FLEXSIM service system to conduct a simulation, finding out the optimization is feasible. Finally, this thesis has give some advices about how to development the supermarket.The conclusion of this paper may have some reference signifi
6、cance to similar queuing system.Keywords Supermarket Parts inventory Simulation the checkout counter queuing system目录1绪论11.1课题研究背景与意义11.2国内外研究现状11.3论文的主要研究内容与组织结构31.3.1论文主要研究内容31.3.2论文主要组织结构42论文相关概念与理论52.1排队论52.1.1 排队论的概念与发展52.1.2排队论的主要研究内容52.2排队系统62.2.1排队系统的组成62.2.2 排队系统的主要指标72.2.3 排队系统的最优化82.3 排队系
7、统的建模92.3.1 系统建模的要求92.3.2 系统建模的原则92.3.3 系统建模的方法102.3.4 系统建模的步骤102.3.5 排队系统建模的符号与分类112.3.6 M/M/c/模型112.4 排队系统的仿真122.4.1 离散事件系统仿真122.4.2 FLEXSIM软件的介绍133.数据采集与输入数据建模143.1数据采集及原始数据143.1.1 数据采集143.1.2 原始数据143.2输入数据建模153.2.1仿真方案设计153.2.1.1方案介绍153.2.1.2目的153.2.2 顾客到达单位时间服从分布的研究153.2.3 顾客接受服务时间服从分布的研究183.3系统
8、性能指标计算203.4系统优化方案213.4.1增加结账柜台213.4.2变更为单队列排队系统214.仿真建模224.1模型假设224.2仿真建模224.2.1添加发生器234.2.2添加其他实体244.2.3连接实体244.2.4设置发生器254.2.5设置暂存区与处理器274.2.6运行模型、查看、导出统计数据285.仿真结果与优化方案分析295.1仿真结果分析295.2优化方案分析296.论文总结31致 谢32参考文献33IV北京邮电大学世纪学院毕业设计（论文）1绪论1.1课题研究背景与意义排队系统在我们实际的生产生活中有着较为广泛的应用，如计算机网络数据存储与转发、交通堵塞、医院排队看
9、病、电话占线、超市排队结账等都可以通过排队系统来解释。同样的，我们也可以通过排队系统对这些活动进行仿真模拟与研究，用来判定有效并且合理的，可以解决实际问题方案。在数学理论中，研究排队系统的理论是排队论，排队论是运筹学的一个分支，又称随机排队系统理论或等待理论，排队系统的基本组成部分主要包括输入过程、排队规则、服务机构1 李玉波，许少红排队论在商场管理中的应用探析J.商场现代化. 2006.5(3):34-35. 。我国市场经济发展进程中，超市以其特有的经营方式与服务理念渐渐的成为了人们采买生活用品的主要场所。在超市中，如果服务设施不足或服务效率过低便会使拥挤加剧，排队成龙。但添加服务设施的同时
10、会使服务成本增加又或是造成系统空闲。因此，通过对排队系统的结构与规律进行研究，以便更好的设置人员设备。对经营者来说，降低成本、提高效率，使排队系统达到最佳状态十分重要。本文以永辉超市为研究对象和应用背景,在参阅有关排队论研究和应用文献的基础上,从永辉超市现状入手,对其结账柜台排队系统进行调研，并在所获得的数据上利用排队论建立超市结账柜台排队系统的仿真模型，再基于Flexsim对其进行仿真，根据仿真模型运行后的相关数据，对排队系统进行数据分析。对得出的结论进行优化，改进结账柜台排队系统的效率，从而提高超市的效益。1.2国内外研究现状随着现代社会的发展，人民生活水平的不断提高，超市作为我们生活中不
11、可或缺的一个购物场所慢慢变得越来越重要。这也导致了现在超市购物结账时排队现象的日趋严重。尤其是在各个大型超市中，这类问题尤为凸显2 冯慧芳超市收款服务系统的仿真与优化C.系统工程. 2001.3:61-65.。目前国内外对该问题的关注度逐渐上升，而该问题可以归结为多队列、多服务台的排队问题，即在一定的情形下开启最少的结账柜台，在保证服务效率又可将运营成本控制在最低。具体来讲，解决这类排队系统最优化问题需要通过排队论之中的优化算法，找出排队系统在某运行条件下的最优解。 一般的排队系统组成部分分为：排队规则、输入过程以及服务机构3 于志青排队论在交通工程中的应用研究J.中山大学学报.2005.22
12、(1):118-119. 。通常把需要服务的实体统称为顾客。排队系统中存在一个对立的方面：顾客服务机构。顾客希望进入排队系统后立刻结账，希望在排队系统中停留越短越好，既是希望结账柜台开启的越多越好。这样就可以减少顾客在排队系统中的停留时间，使其所受的损失降低。另一方面，在服务提供者看来，增加结账柜台时就等同于变相增加运营成本，虽然增加结账柜台可以增加服务率，但自身的运营成本也随之增加；同时，如果开放过多的结账柜台又十分容易导致结账柜台闲置，这样更加提升了超市的运营成本；所以，由于各方面条件的制约，服务提供者一般不会开放过多的结账柜台。对于排队系统来说，其设计与运行需要同时考虑到顾客与服务提供者
13、的利益，促使两方利益能够在特定的情况下达到最优。对于多数实际情况，输入过程是不受人为因素控制、由客观条件决定的的；所以，确定结账柜台数量、确定服务率、选取顾客的服务规则又或是这三个量的组合是处理的关键，最优化问题要么从服务机构、顾客双方考虑、要么单独处理服务一方或顾客一方，优化的指标可以是费用也可以是时间 4 邓小琳基于排队理论的最优生产线设计J.运筹与管理.2000.9(3):64-69.。目前最主要的研究方法则是从系统仿真、费用优化模型以及排队论算法这三方面对排队系统的优化问题着手。系统仿真是通过软件建立能反映真实系统规律的仿真模型，对仿真模型进行实验，进行输出数据分析，从而做出系统的方案
14、评价分析。计算机仿真的优势在于对优化模型和原型系统的长期模拟测试 5 蒋淑华，伏小良基于排队论的超市收费服务模型的探讨J.物流科技. 2008.10：141-142.。当确定了一个优化方案后，就可以通过软件在计算机中建立起优化模型，然后让优化模型在计算机虚拟环境中运行相对较长的时间，得出一些系统运行的数据量化系统指标，根据这些数据量化系统指标来评判优化方案能否起到优化原型系统的作用。由于计算机仿真对原型系统有较强的模拟能力，因此在一定的条件下计算机仿真可以作为优化方案应用前的检验方法之一 6 宋卫斌，苏秦虚拟顾客服务系统排队模型J.管理科学学报.2001.4(3):53-64.。费用优化模型是
15、以费用为主进行优化的方法。以超市为例，组成超市排队系统主要有两部分，分别是顾客和结账柜台，超市希望可以以较少的结账柜台进行服务以减少成本，而顾客则是希望超市增加结账柜台以减少等待时间，而结账柜台的增加势必导致了超市成本费用的增加，因此，出于对两方利益的考虑，就可以以费用为优化目标，求出超市结账柜台的最佳台数，令两方的总成本最小。可以设总费用等于排队损失的费用加上运营费用。假设服务能力恒定，有结账柜台数是运营费用的增函数、结账柜台数是排队损失费用的减函数。在最小费用发生时，对应结账柜台数量便是最优解。而这种方法是将顾客等待费用与运营成本的总和作为目标函数，求得一个最优解，但是前提是知晓顾客等待时所消耗的费用值。但是在现实生活中，顾客的等待时消耗的费用难以衡量；另一方面，由于现在市场经济下行业竞争十分激烈，服务提供者更应提高和改善顾客对服务的满意度，努力将提高服务评价放在第一；所以，在现实当中这种方法几乎没有可行性7 陈庆宏排队论在生产过程时间组织中的应用J.北方经贸.2
