物流系統(tǒng)仿真

前言

仿真是利用模型研究系統(tǒng)的方法。仿真技術(shù)已經(jīng)有近50年的發(fā)展歷史。在宇航、軍事、自動(dòng)化、電力等領(lǐng)域得到了廣泛和有效的應(yīng)用。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和人們對(duì)各個(gè)領(lǐng)域研究的深入，系統(tǒng)仿真技術(shù)日臻成熟，應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大。近年來，現(xiàn)代物流得到了人們廣泛的關(guān)注。物流具有覆蓋面寬、綜合性強(qiáng)、涉及面廣的特點(diǎn)。它覆蓋了工業(yè)、農(nóng)業(yè)和服務(wù)業(yè)； 綜合了管理與工程的多個(gè)領(lǐng)域； 涉及交通運(yùn)輸、倉(cāng)儲(chǔ)、包裝、服務(wù)、信息等多個(gè)過程。物流的發(fā)展不僅關(guān)系到企業(yè)自身的發(fā)展，也對(duì)整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起到了至關(guān)重要的作用。因此，推動(dòng)傳統(tǒng)物流向現(xiàn)代物流的轉(zhuǎn)變成為人們追求的共同目標(biāo)。將系統(tǒng)仿真技術(shù)引入現(xiàn)代物流的研究，能夠輔助人們科學(xué)地規(guī)劃設(shè)計(jì)物流系統(tǒng)、科學(xué)地控制物流運(yùn)行過程、科學(xué)地調(diào)配物流資源，從而促進(jìn)物流系統(tǒng)的整體優(yōu)化。同時(shí)，物流產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展也將促進(jìn)系統(tǒng)仿真技術(shù)的發(fā)展并為系統(tǒng)仿真的應(yīng)用開拓了一個(gè)全新的領(lǐng)域。為了方便讀者的教學(xué)和自學(xué)，我們將系統(tǒng)仿真基本原理與軟件操作指導(dǎo)匯集在一起，把本書分為上、下兩篇。第1篇介紹系統(tǒng)仿真的基本原理及其在物流領(lǐng)域中的應(yīng)用； 第2篇以系統(tǒng)仿真軟件Flexsim為例，詳盡介紹軟件的使用。第1篇原理與應(yīng)用篇。共分為10章。其中，第1章是概述，主要介紹系統(tǒng)仿真技術(shù)的發(fā)展歷史、特點(diǎn)、應(yīng)用以及相關(guān)技術(shù)； 第2章介紹系統(tǒng)仿真的基本知識(shí)，包括基本概念、離散事件系統(tǒng)仿真、單服務(wù)臺(tái)排隊(duì)系統(tǒng)仿真以及單品種庫(kù)存系統(tǒng)仿真； 第3章介紹隨機(jī)數(shù)與隨機(jī)變量的基本概念、常用分布、隨機(jī)數(shù)發(fā)生器、隨機(jī)數(shù)性能測(cè)試以及隨機(jī)變量的產(chǎn)生方法； 第4章介紹輸入數(shù)據(jù)建模概念和方法； 第5章介紹幾種主要的系統(tǒng)仿真算法，包括事件調(diào)度法、活動(dòng)掃描法和進(jìn)程交互法； 第6章介紹仿真結(jié)果與系統(tǒng)方案分析的有關(guān)概念和方法； 第7－10章分別介紹供應(yīng)鏈庫(kù)存系統(tǒng)、自動(dòng)化物流系統(tǒng)、物流配送中心系統(tǒng)和離散制造系統(tǒng)的仿真應(yīng)用。第2篇操作篇。共分為5章。其中，第11章是Flexsim仿真軟件簡(jiǎn)介“綜述”； 第12章介紹Flexsim的應(yīng)用基礎(chǔ)； 第13章是Flexsim建模指導(dǎo)； 第14章介紹物流仿真實(shí)驗(yàn)； 第15章介紹系統(tǒng)建模方法與仿真模型驗(yàn)證。本書第2篇的編寫遵循從粗到細(xì)，由淺入深的基本原則。對(duì)于Flexsim的很多基本概念，在前面的章節(jié)里先進(jìn)行必要的定義和概要的介紹，在后面的章節(jié)里再進(jìn)行詳細(xì)介紹和使用方法的輔導(dǎo)。讀者在使用本教程時(shí)可以前后呼應(yīng)，對(duì)相關(guān)的內(nèi)容反復(fù)學(xué)習(xí)。物流實(shí)驗(yàn)一章里安排的5個(gè)實(shí)驗(yàn)也是從簡(jiǎn)單到復(fù)雜。隨著實(shí)驗(yàn)課的完成，將實(shí)體、工具等的應(yīng)用逐步加入到實(shí)驗(yàn)中，達(dá)到循序漸進(jìn)學(xué)習(xí)的目的。建議開設(shè)“物流系統(tǒng)仿真”課程的高校，在參考這些實(shí)驗(yàn)開設(shè)實(shí)驗(yàn)課時(shí)，可根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)的進(jìn)度和學(xué)生程度靈活安排。本科生可以只選做前面幾個(gè)基本實(shí)驗(yàn)，后面比較復(fù)雜系統(tǒng)的仿真實(shí)驗(yàn)可以供有余力的本科生和研究生選做。與以往出版的物流系統(tǒng)仿真書籍不同的是，本書分為原理與應(yīng)用和操作兩大部分，信息含量大，內(nèi)容豐富，除了從原理到應(yīng)用對(duì)物流仿真系統(tǒng)進(jìn)行了詳盡介紹外，同時(shí)通過詳盡介紹一個(gè)典型軟件的使用，使讀者不僅能夠掌握仿真的基本理論，同時(shí)也可學(xué)會(huì)運(yùn)用仿真軟件進(jìn)行實(shí)際的仿真建模與應(yīng)用。書中的原理部分可供初學(xué)者閱讀學(xué)習(xí)，同時(shí)可以提供專門研究物流系統(tǒng)仿真的讀者參考。書中所列的物流系統(tǒng)應(yīng)用部分，可以啟發(fā)讀者將系統(tǒng)仿真技術(shù)靈活應(yīng)用于物流各領(lǐng)域的規(guī)劃設(shè)計(jì)及流程分析方面。書中所列的仿真實(shí)驗(yàn)是我們多年教學(xué)實(shí)驗(yàn)的積累，可供開設(shè)物流實(shí)驗(yàn)的教師和學(xué)生參考使用。本書由清華大學(xué)深圳研究生院現(xiàn)代物流研究中心張曉萍、石偉、劉玉坤主持編寫。物流系統(tǒng)仿真及應(yīng)用是一個(gè)較新的課題，物流系統(tǒng)仿真正處于應(yīng)用推廣和深入發(fā)展階段，編寫本書的目的就是希望能對(duì)這一過程有所幫助和促進(jìn)。由于水平所限，書中難免有不足之處，歡迎選用本書的廣大讀者提出批評(píng)和建議。

內(nèi)容概要

本書分為兩篇，共15章。第1篇是原理與應(yīng)用篇，主要介紹物流系統(tǒng)仿真原理及其應(yīng)用。第2篇是操作篇，以Flexsim軟件為例，介紹運(yùn)用系統(tǒng)仿真軟件進(jìn)行系統(tǒng)仿真的步驟與方法，并提供了一套完整的教學(xué)實(shí)驗(yàn)指示書。    通過本書的學(xué)習(xí)，讀者不僅可以初步掌握物流系統(tǒng)仿真的基本理論，同時(shí)可以掌握實(shí)際仿真的步驟與方法。    本書可作為經(jīng)濟(jì)管理、物流管理、物流工程、工業(yè)工程、系統(tǒng)工程、自動(dòng)化等專業(yè)的本科生教材，也可供上述領(lǐng)域的工程技術(shù)人員閱讀。

作者簡(jiǎn)介

張曉萍，清華大學(xué)教授。1964.9-1970.3，清華大學(xué)，本科 　　1985.10-1986.12， 德國(guó)漢諾威大學(xué)訪問學(xué)者 　　1970.3－2004.5 清華大學(xué)機(jī)械工程系任教 　　2004.5－至今 清華大學(xué)深圳研究生院 現(xiàn)代物流研究中心 工作研究方向：物流系統(tǒng)仿真、物流系統(tǒng)規(guī)劃、集裝箱港口物流、物流配送、物流設(shè)備與控制、物流信息技術(shù)。

書籍目錄

第1篇 原理與應(yīng)用篇　第1章 概論　　1.1 系統(tǒng)仿真技術(shù)的發(fā)展歷史　　1.2 系統(tǒng)仿真技術(shù)的特點(diǎn)　　1.3 系統(tǒng)仿真的應(yīng)用　　1.4 物流現(xiàn)代化與系統(tǒng)仿真　　1.5 系統(tǒng)仿真的相關(guān)技術(shù)　　習(xí)題　第2章 系統(tǒng)仿真的基本知識(shí)　　2.1 系統(tǒng)仿真的基本概念　　　2.1.1 系統(tǒng)、模型與系統(tǒng)仿真　　　2.1.2 連續(xù)系統(tǒng)和離散事件系統(tǒng)的仿真　　　2.1.3 離散事件系統(tǒng)的基本要素　　　2.1.4 仿真鐘　　2.2 離散事件系統(tǒng)仿真　　　2.2.1 離散事件系統(tǒng)仿真的分類　　　2.2.2 離散事件仿真模型的組成與構(gòu)造　　　2.2.3 離散事件系統(tǒng)仿真的基本步驟　　2.3 單服務(wù)臺(tái)排隊(duì)系統(tǒng)仿真　　　2.3.1 問題描述　　　2.3.2 建立仿真模型　　　2.3.3 模型運(yùn)行與結(jié)果輸出　　　2.3.4 系統(tǒng)服務(wù)狀況分析　　2.4 單品種庫(kù)存系統(tǒng)仿真舉例　　　2.4.1 問題描述　　　2.4.2 建立仿真模型　　　2.4.3 模型運(yùn)行與結(jié)果輸出　　　2.4.4 日買進(jìn)量與利潤(rùn)分析　　習(xí)題　第3章 隨機(jī)數(shù)與隨機(jī)變量　　3.1 確定性系統(tǒng)與隨機(jī)系統(tǒng)　　3.2 隨機(jī)事件與概率　　3.3 隨機(jī)變量與隨機(jī)數(shù)　　3.4 常用分布　　3.5 隨機(jī)數(shù)發(fā)生器　　　3.5.1 線性同余發(fā)生器　　　3.5.2 組合發(fā)生器　　3.6 隨機(jī)數(shù)性能測(cè)試　　　3.6.1 χ2測(cè)試　　　3.6.2 運(yùn)行測(cè)試　　　3.6.3 自相關(guān)測(cè)試　　　3.6.4 隨機(jī)數(shù)性能的理論測(cè)試　　3.7 隨機(jī)變量的產(chǎn)生方法　　　3.7.1 逆變換法　　　3.7.2 卷積法　　　3.7.3 合成法　　　3.7.4 取舍法　　　3.7.5 函數(shù)變換法　　習(xí)題　第4章 輸入數(shù)據(jù)建?！　?.1 簡(jiǎn)介　　4.2 收集原始數(shù)據(jù)　　4.3 隨機(jī)變量分布的辨識(shí)　　4.4 參數(shù)估計(jì)　　4.5 擬合度檢驗(yàn)　　　4.5.1 χ2測(cè)試　　　4.5.2 Kolmogorov?Smirnov測(cè)試　　4.6 隨機(jī)變量的相關(guān)與回歸分析　　4.7 經(jīng)驗(yàn)分布　　　4.7.1 離散型變量的經(jīng)驗(yàn)分布　　　4.7.2 連續(xù)變量的經(jīng)驗(yàn)分布　　習(xí)題　第5章 系統(tǒng)仿真算法　　5.1 事件調(diào)度法　　　5.1.1 事件調(diào)度法設(shè)置　　　5.1.2 事件調(diào)度法的步驟　　　5.1.3 事件表的處理　　5.2 活動(dòng)掃描法　　　5.2.1 活動(dòng)掃描法的設(shè)置　　　5.2.2 活動(dòng)掃描法的步驟　　5.3 進(jìn)程交互法　　　5.3.1 進(jìn)程交互法的設(shè)置　　　5.3.2 進(jìn)程交互法的步驟　　5.4 事件調(diào)度法、活動(dòng)掃描法和進(jìn)程交互法的比較　　習(xí)題　第6章 仿真結(jié)果與系統(tǒng)方案分析　第7章 供應(yīng)鏈庫(kù)存系統(tǒng)仿真　第8章 自動(dòng)化物流系統(tǒng)仿真　第9章 物流配送中心仿真　第10章 離散制造系統(tǒng)仿真第2篇 操作篇 　第11章 Flexsim仿真軟件簡(jiǎn)介　第12章 Flexsim應(yīng)用基礎(chǔ)　第13章 Flexsim建模指導(dǎo)　第14章 物流仿真實(shí)驗(yàn)　第15章 系統(tǒng)建模方法與仿真模型驗(yàn)證附表A 表A.1t分布在顯著度為0.05和0.025時(shí)的臨界值 表A.2χ2分布在顯著度為0.1和0.05時(shí)的臨界值主要參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：第1章 概論1.1 系統(tǒng)仿真技術(shù)的發(fā)展歷史系統(tǒng)仿真是建立在系統(tǒng)理論、控制理論、相似理論、數(shù)理統(tǒng)計(jì)、信息技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)等理論基礎(chǔ)之上，以計(jì)算機(jī)和其他專用物理效應(yīng)設(shè)備為工具，利用系統(tǒng)模型對(duì)真實(shí)或假想的系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并借助于專家經(jīng)驗(yàn)知識(shí)、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和系統(tǒng)資料對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析研究，做出決策的一門綜合性和實(shí)驗(yàn)性的學(xué)科。早在幾千年前，我們的先人就懂得了系統(tǒng)仿真的基本原理。中國(guó)象棋是用于仿真古代戰(zhàn)爭(zhēng)的游戲；軍事沙盤用來仿真兩軍對(duì)陣的戰(zhàn)略；建筑中用木模研究實(shí)際建筑物的結(jié)構(gòu)與承載性能等。直到20世紀(jì)40年代，馮?諾依曼正式提出了系統(tǒng)仿真的概念，隨后，1952年美國(guó)成立了仿真學(xué)會(huì)，1963年出版了仿真領(lǐng)域最具權(quán)威性的學(xué)術(shù)刊物《SIMULATION》后，系統(tǒng)仿真逐漸成為一門獨(dú)立的學(xué)科。人們?cè)谘芯恳粋€(gè)較為復(fù)雜的系統(tǒng)時(shí)，通?？梢圆捎脙煞N方法：一種是直接在實(shí)際系、統(tǒng)上進(jìn)行研究；另一種就是在系統(tǒng)的模型上進(jìn)行研究。在實(shí)際系統(tǒng)上研究固然有其真實(shí)可信的優(yōu)點(diǎn)，但是很多情況下是不合適甚至是不可行的。這主要有以下幾方面的原因：（1）需要考慮安全性。在研究重要的、涉及人身安全或設(shè)備安全的系統(tǒng)時(shí)，不允許在實(shí)際系統(tǒng)上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，例如宇航系統(tǒng)、核能系統(tǒng)、航空系統(tǒng)等。（2）系統(tǒng)具有不可逆性。有很多系統(tǒng)是不可逆的，例如已經(jīng)發(fā)生的災(zāi)害、生態(tài)系統(tǒng)等。（3）投資風(fēng)險(xiǎn)過大。一些重大的工程項(xiàng)目、重大設(shè)備系統(tǒng)很復(fù)雜，投資巨大，不允許在實(shí)際系統(tǒng)上進(jìn)行破壞性的實(shí)驗(yàn)。（4）研究時(shí)間過長(zhǎng)。多數(shù)情況下，在實(shí)際系統(tǒng)上研究問題往往需要較長(zhǎng)的時(shí)間。例如研究復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)一般需要數(shù)十年；研究一個(gè)交通運(yùn)輸系統(tǒng)也至少需要數(shù)天甚至數(shù)月。（5）真實(shí)的系統(tǒng)尚未建成。如果希望在系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)階段評(píng)價(jià)方案的優(yōu)劣，顯然無法在真實(shí)系統(tǒng)上進(jìn)行。出于以上主要原因，利用模型來研究系統(tǒng)不僅是必要的，甚至在某些情況下是唯一可行的方法。

圖書封面

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