物流系统模拟与仿真

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1、物流系统模拟与仿真Logistics System Modeling and Simulation 安徽农业大学 信息与计算机学院 张友华课程简介本课程是物流工程专业的专业核心课程，是一门将数学、 物流理论和计算机仿真相结合的交叉课程。物流系统是一个 复杂系统，它包含了交通运输、仓储、包装、信息等多个子 系统。如何对物流系统进行整体优化，实现其低成本、高效 率是现代物流中一个重要课题。系统模拟与仿真技术能指导 人们科学地规划设计物流系统、科学地控制物流运作过程、 科学地配置物流资源，从而达到物流系统的总体优化。本课 程的教学内容主要有：系统建模与仿真概述、商贸物流系统 建模与仿真、供应链系统建

2、模与优化、生产物流系统建模与 仿真、物流运输与配送系统建模与优化、仓储系统仿真、区 域物流系统建模与仿真、仿真软件在物流系统中的应用、物 流系统仿真技术展望等。通过本课程的学习，学生可以掌握 现代物流模拟与仿真的基本知识和方法，为以后进一步学习 物流专业课程打下基础。 主要参考教材 王惠刚主编.计算机仿真原理与应用，四川人 民出版社，2002年 张晓萍主编物流系统仿真原理及仿真，中 国物质出版社，2005年 赵刚主编.物流运筹M，四川人民出版社， 2002年 宋华、胡左浩主编.现代物流与供应链管理， 经济管理出版社，2001年 王迎军主编.供应链管理实用建模方法及数据挖 掘，清华大学出版社，2

3、001年Chp 1 系统建模与仿真概述 什么是系统仿真 利用系统模型对实际系统进行研究的过程。 系统仿真特点 精度高、重复性好、通用性强、价格便宜1.1系统的定义和分类 系统定义 由两个以上相互区别或相互作用的单元有机结合起 来，完成某一功能的综合体。 系统特征 整体性、层次性、相关性、目的性、适应性。 系统的一般模型 输入、处理、输出 系统分类 按输出分：确定系统和随机系统 按变化与时间关系分：连续系统和离散系统 按复杂度分：复杂系统和简单系统1.2系统建模概述什么是模型 定义： 意义： 统模型的种类 抽象模型：数学模型(方程式、函数、概率统计、逻辑)、图形模型（流 程图、方框图、结构图、流

4、图）、计算机程序 形象模型：模拟模型、实物模型（物流工程实验室、沙盘） 系统建模方法 什么是模型化（建模） 是预测实体未来行为与状态变化的智力结构和数量化方法。通过模型 对系统进行研究、分析和说明，揭示出实体系统已表明及尚未表现的状 态变量之间的复杂关系，为决策提供一个综合分析的结构，寻找最佳方 案。 建模的方法： 直接分析法、数据分析法、实验分析法、主观想象法、人工实现法建模的步骤： 弄清问题，掌握真实情况 搜集资料 确定因素之间的关系 构造模型 求解模型 检验模型的准确性 注意事项 明确目的，确定构成要素 模型的简单化和高精度模型（要根据实际加以平衡） 没有固定不变的建模方法 模型的验证

5、没有（避免）人类介入的系统模型1.3建模与仿真活动的组成要素建模与仿真一般由以下5个要素组成： 1.实际系统 要研究的具体对象 2.实验框架 实际系统的抽象描述（包括Input、 Output、Constraint、Hypothesis）,模型是对框架 的响应或解释 3.基本模型 能解释实际系统的所有输入输出行 为的模型 4.集总模型 能对实验框架有效的相对简单的模型 5.计算机 集总模型的程序化（四个指标：时间 、空间、编程成本、调试成本）1.4系统建模与仿真的作用和方法 作用与发展历程 一般方法与步骤年代发展的主要特点16001940在物理科学基础上的建模20世纪40年代电子计算机的出现

6、20世纪50年代 中期仿真应用于航空领域20世纪60年代工业控制过程的仿真20世纪70年代包括经济、社会和环境因素的大 系统仿真20世纪70年代 中期系统与仿真的结合，如用于随机 网络建模的SLAM仿真系统 20世纪70年代 后期系统仿真与更高级的决策结合， 如决策支持系统DSS 20世纪80年代 中期集成化建模与仿真环境，如TESS 建模仿真系统20世纪90年代可视化建模与仿真，虚拟现实仿 真，分布式交互仿真1.5仿真的发展趋势建模方法学 面向对象仿真 分布交互仿真 人工智能与计算机仿真 VR仿真 Internet网上仿真 作业与思考： 1.以本班一学期学习成绩为研究对象，分析影响全班成绩

7、的输入变量和输出变量，提出一学习评价模型。 2.以p11图19（b）为例，设计一种最佳广告费投放点模 型，给出评价指标。Chp2商贸物流系统建模与仿真2.1商贸物流系统概论 一、商贸流通在社会经济中的地位与作用 商贸物流是联结生产和销售的纽带 商贸物流对生产的反作用 商贸物流是国民经济现代化的支柱二、商贸活动的内容2.2商贸物流系统预测方法一、预测概述 预测就是把某一未来事件发生的不确定性 极小化。 预测的关键：掌握变化的原因；了解变化 的状态；从量的变化中找出因果关系；找出 规律性的东西。预测的步骤：物流系统预测的作用： 1.预测是编制计划的基础 2.预测是决策的依据二、判断预测方法介绍 1

8、.部门负责人评判意见法 2.销售人员估计法 3.Delphi法 4.历史类比法 三、时间序列预测技术 1.移动平均预测法 2.指数平滑预测法 四、回归分析预测法 1.一元线性回归预测法 2.相关性检验 3.多元线性回归预测分析Delphi法 兰德公司（美国智库） 依靠技术专家小组 背靠背判断 针对所预测的问题选择一批专家，根据专家的意见对关心 的问题作预测。具体做法是设计问卷表格，表格中将预测问 题的可能结果设计成多项选择答案，发给各个专 家，将各个 专家的反馈结果汇总加工整理，再次设计表格发给专家，征 求意见。这样，分别由每个专家单独掌握的信息会传递给所 有的专家使得各专家掌握了全面的 预测

9、信息。类似经过几次 循环，专家的意见会很集中，得到基本一致的预测结果。 (参考论文(运用Delphi法构建专家评价教师课堂教学质量体系)，总结其方法和步骤)2.3商贸物流系统中的分销需求计划及其仿真一、DRP基本概念 DRP（Distribution Requirement Planning）是MRP原理 和技术在流通领域的应用。主要解决分销物资的供应和调度 问题，合理进行分销物资和资源配置，以达到有效地满足市 场需求又使得配置费用最省的目的。附：MRP（material requirements planning ）物料需求 计划 ,利用物料清单、库存数据和主生产计划计算物料需求 的一套技术

10、 （manufacturing resource planning ）制造资源计划 ,对于制造企业的所有资源进行有效计划的一种方法, 包括经 营规划、生产规划、主生产计划、物料需求计划、能力需求 计划以及有关能力和物料的执行支持系统 DRP主要用于两类企业： 流通企业 生产企业 两类企业的共同特点： 满足社会需求为企业宗旨 依靠一定的物流能力来满足社会需求 为满足社会需求，要从制造企业或物资资源市场组织物资资源 DRP系统中的基本术语 库存 安全库存（留有余量） 期初和期末库存 进货提前期 送货提前期 在途物资 订货批量 时间周期 计划期 物流中心二、DRP倒排计划原理 收集基础数据 按现有库

11、存和平均预测需求量 在第2步计算过程中，找出计划库存低于安全 库存的最早计划周期，预防缺货 根据第3步的结果，倒推一个进货提前期 把第4步的结果加入到计算表中，重复2、3、4 步 汇总所有进货计划，把结果作为进货依据 制定送货计划二、DRP在分销网络的运作原理 子物流中心（采用DRP方法） 中央供应点，采用有效措施汇总各下属物 流中心的需求，DRP采用分销清单（BOD， Bill of Distribution）实现该功能。 BOD vs BOM BOM按产品结构把需求进行从上到下的分 解，把成品需求转化为对零部件的需求。 BOD把各下属需求方的需求向供应方进行 汇总。二、DRP在分销网络的运

12、作原理 下属物流中心实施倒排计划，得出整个计 划期内的进货计划 中央供应点运用BOD汇总所有下属物流中 心的进货计划 在中央供应点实施倒排计划 把第3步倒排计划得到的结果作为中央供应 点的进货计划 根据各下属物流中心的需求倒排一个送货 提前期制定送货计划DRP案例 商网通DRP解决方案 简介：该解决方案主要为各类有分销业务管理的企业提供服务 ，它是采用互连网技术，主要针对B2B（企业对企业）交易 的模式，同时兼顾部分B2C（企业对客户）服 务。该方案实 现了企业和它们的产品供应商、经销商之间的实时网上交易 与管理，以及业内部分销业务的远程管理。企业分销资源管 理系统（DRP）充分利用互联 网的

13、最新技术和企业现有的资 源，通过互联网将供应商与经销商有机地联系在一起，为企 业的业务经营及与贸易伙伴的合作提供了一种全新的技术手 段。企业也可以 在兼容互联网时代现有业务模式和现有基础 设施的情况下，迅速构建B2B电子商务的平台，扩展现有业 务和销售能力，实现零风险库存，大大降低分销成本，提高 了周转效率，确保获得领先一步的竞争优势。 功能描述： 该系统主要功能是对分销业务的管理以及为商业伙伴之 间实时地提交订单、对订单的跟踪、查询产品供应和库存状 况，并及时获得市场、销售信息及客户支持， 实现了供应商 与经销商之间端到端的供应链管理，有效地缩短了供销链。 分销系统是建立Internet(或

14、Intranet)之上，将销售业务的全 过程纳入 有效的管理。提供了分销点或总部销售业务的各个 环节处理，包含有采购管理、供货商管理、采购核算、销售 管理、销售核算、货款管理、物流管理、库存管理、总 帐和 报表、售后服务、市场、运输、电子商务支持等等。 功能主要划分如下： （1） 采购子系统 采购管理主要企业内部以及供应商的采购活动，它包括的模块有：分销需求计划、订 货管理、借入管理、货款支付管理、采购合同管理。 （2） 销售子系统 销售子系统为企业以及他们的分销商提供服务，主要功能模块有：销售计划管理、销 售管理、借出管理、货款接收管理、销售合同管理。 （3） 物流子系统 物流子系统是整个系

15、统的信息交换中心，系统内的采购和销售都需要影响仓储信息， 这些信息的交换全部有物流中心完成。让系统达到以商品流为中心，使信息 流、商品流以 及资金流达到统一管理，协调运作。它包括的功能模块有：配送中心管理、订单处理、发 货单处理、运输调度管理、仓储管理。 （4） 信用管理子系统 该子系统提供客户档案管理，自动进行客户交易情况统计，自动评价客户的信誉度并 进行信用控制，对守信用的新老客户可进行价格的优惠政策。该系统的功能模块有：合同 管理、信用管理、交易分析与统计、优惠政策管理。 （5） 信息服务子系统 提供招商公告发布、在线招商、销售商在线培训；同时提供购物导航（含购物流程， 支付流程等）、站

16、点的安全保障体系、配送服务体系、售后服务体系、个人法律条款和联 系方式 三、DRP运行逻辑物流中心A 进货厂家C01安全库存：200周期送货提前期：1进货提前期：2012345678订货批量：150毛需求量 2025152030251530计划接收 计划库存14012095230 计划订单150 计划送货 2515 作业：将DRP运行逻辑编制成计算机程序，并进行测试2.4商贸物流系统中的物流需求计划 及其仿真LRP 物流资源计划LRP（Logistics Resource Planning）以物流为基础手段，打破生产与 流通界限，集成制造资源计划、分销需求计 划以及功能而形成的物资资源优化配置方法 。其实质是把MRP和DRP结合起来应用，在 生产厂系统内部实行MRP，在生产厂