李經(jīng)世 李龍飛

【摘要】對(duì)物流系統(tǒng)仿真的相關(guān)研究領(lǐng)域進(jìn)行評(píng)述，分析了物流中心的布局規(guī)劃、貨物存取和訂單分揀及物流配送中心的選址、配送中心和零售商的庫(kù)存管理策略徑規(guī)劃策略等方面研究的特色并介紹了其應(yīng)用研究成果，對(duì)現(xiàn)有研究的不足進(jìn)行了評(píng)述；分析了物流系統(tǒng)仿真優(yōu)化方面的主要進(jìn)展及存在的問(wèn)題；提出了物流系統(tǒng)仿真的進(jìn)一步發(fā)展方向。

【關(guān)鍵詞】物流；系統(tǒng)；仿真

中圖分類號(hào)：F27 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A： 文章編號(hào)：1006-0278（2014）05-102-01

一、物流系統(tǒng)仿真概況

物流系統(tǒng)是一個(gè)多因素、多目標(biāo)的復(fù)雜系統(tǒng)，現(xiàn)代物流越來(lái)越強(qiáng)調(diào)物流的系統(tǒng)化、綜合化，而物流系統(tǒng)大多是離散的、復(fù)雜的大系統(tǒng)，物流系統(tǒng)的整體優(yōu)化是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)分析問(wèn)題包含多約束多因素的影響。人們對(duì)復(fù)雜事物和復(fù)雜系統(tǒng)建立數(shù)學(xué)模型并進(jìn)行求解的能力是有限的，目標(biāo)函數(shù)和約束條件往往不能以明確的函數(shù)關(guān)系表達(dá)，或因函數(shù)帶有隨機(jī)參、變量，導(dǎo)致基于數(shù)學(xué)模型的優(yōu)化方法在應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)時(shí)，有其局限性甚至不適用。基于仿真的優(yōu)化方法正是在這樣的背景下發(fā)展起來(lái)的。

仿真所建立的模型，完全是實(shí)際系統(tǒng)的映像。即它反映系統(tǒng)的物理特征、幾何特征，又可以反映系統(tǒng)的邏輯特性。因此，對(duì)于各種復(fù)雜的物流系統(tǒng)，無(wú)論是線性的還是非線性的，無(wú)論是靜態(tài)的還是動(dòng)態(tài)的，都可以用仿真方法來(lái)研究。仿真技術(shù)在解決這類問(wèn)題時(shí)有其獨(dú)到的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)，因此許多專家學(xué)者對(duì)物流系統(tǒng)仿真領(lǐng)域進(jìn)行了大量的研究，以使得物流系統(tǒng)的價(jià)值潛力得到最大的發(fā)揮，提高企業(yè)的效率和利潤(rùn)。

二、物流中心的布局規(guī)劃及庫(kù)存仿真

在物流中心的布局規(guī)劃、貨物存取和訂單分揀的研究方面，國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者做了相關(guān)研究，如LoonC.Tang等研究一個(gè)手工訂單分揀系統(tǒng)的分批和存儲(chǔ)分配策略，其中把訂單分揀系統(tǒng)建模成一個(gè)帶有分批和揀貨的二級(jí)排隊(duì)系統(tǒng)，推導(dǎo)出一批訂單完成時(shí)間的均值和方差的邊界和近似估計(jì)，并通過(guò)仿真的方法來(lái)評(píng)估此結(jié)果。此外還比較了物品存儲(chǔ)分派采用平均分派和偏斜分派兩種策略時(shí)的訂單完成時(shí)間。M.Eric Johnson等采用SIMAN仿真語(yǔ)言對(duì)所要設(shè)計(jì)的Hewlett-Packard公司的北美新配送中心建模，建立了自動(dòng)分揀系統(tǒng)，訂單采集，大宗訂單出貨，再包裝過(guò)程4個(gè)子模型，對(duì)每一個(gè)模型進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，得出最優(yōu)結(jié)果，然后再結(jié)合成整個(gè)配送中心的仿真模型，并根據(jù)仿真結(jié)果設(shè)計(jì)了新的工作流程使分揀系統(tǒng)的效率比原來(lái)配送中心的提高了80%，訂單采集效率提高了60%，為中心的設(shè)計(jì)提供了指導(dǎo)性的意見(jiàn)，極大地加速了配送中心的建設(shè)。Sadan Kulturel等采用計(jì)算機(jī)仿真的方法對(duì)配送中心的ASRS的庫(kù)存分派策略進(jìn)行了研究。分析了一些參數(shù)的敏感性，這些參數(shù)包括產(chǎn)品的種類數(shù)目，庫(kù)存補(bǔ)貨的交付周期和需求率，指出產(chǎn)品種類數(shù)對(duì)系統(tǒng)性能沒(méi)有明顯影響，而交付周期和需求率對(duì)系統(tǒng)性能的影響相似，這兩個(gè)因素的增大都會(huì)使運(yùn)行時(shí)間、貨架利用率、服務(wù)水平等系統(tǒng)性能指標(biāo)降低。

三、物流配送中心仿真

在物流配送中心的選址，配送中心和零售商的庫(kù)存管理策略徑規(guī)劃策略等方面，國(guó)內(nèi)外一些學(xué)者也做了初步研究，余峰等以HLA（High Level Architecture）為計(jì)算機(jī)仿真標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)物流配送系統(tǒng)進(jìn)行了建模仿真；在分析物流配送仿真系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，開(kāi)發(fā)了仿真系統(tǒng)中的對(duì)象類、交互類以及聯(lián)邦成員，設(shè)計(jì)了聯(lián)邦運(yùn)行的整個(gè)流程。整個(gè)物流配送仿真系統(tǒng)是一個(gè)聯(lián)邦，由客戶、配送中心、運(yùn)輸中心、倉(cāng)庫(kù)和供應(yīng)商五個(gè)聯(lián)邦成員組成，各聯(lián)邦成員之間通過(guò)公布/訂購(gòu)對(duì)象屬性和發(fā)送交互仿真了整個(gè)物流配送活動(dòng)，得到了滿意的配送方案。Sanjay L.Ahire等研究的是單一產(chǎn)品的SWMR（Single Warehouse Multi—Retailer）系統(tǒng)，其中零售商的庫(kù)存管理采用（Q， r）策略，配送中心周期性的檢查零售商的訂貨并進(jìn)行配送。文章給出了一個(gè)近似的解析模型來(lái)預(yù)測(cè)系統(tǒng)在不同運(yùn)作情況下的性能，并將其與仿真模型進(jìn)行比較來(lái)檢驗(yàn)解析模型預(yù)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。Taniguchi等提出了一個(gè)按時(shí)間窗的車輛路徑規(guī)劃問(wèn)題和動(dòng)態(tài)交通仿真的集成模型，這一模型包括兩個(gè)子模型：一是貨物承運(yùn)商的有時(shí)間窗的車輛路徑問(wèn)題的模型；二是在城市道路網(wǎng)絡(luò)中，集貨/送貨車輛和客車的動(dòng)態(tài)交通仿真模型。周立新等針對(duì)某一第3方物流企業(yè)的具體案例，分析其物流項(xiàng)目的構(gòu)成要素和物流需求，利用VB6.0設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了仿真程序，實(shí)現(xiàn)第3方物流企業(yè)運(yùn)作中的倉(cāng)庫(kù)選址、庫(kù)存策略和車輛配置等功能，通過(guò)對(duì)設(shè)計(jì)方案的運(yùn)行效果分析，可為項(xiàng)目設(shè)計(jì)者提供重要的決策依據(jù)。劉岳昆、付振茹將物流配送中心布局規(guī)劃理論和現(xiàn)代虛擬仿真技術(shù)相結(jié)合，通過(guò)對(duì)物流配送中心規(guī)劃中的作業(yè)分析，提出利用Flexsim軟件進(jìn)行模擬仿真的方法，可為配送中心建設(shè)規(guī)劃提供重要的決策依據(jù)。

四、總結(jié)：物流系統(tǒng)仿真的現(xiàn)狀及研究趨勢(shì)

系統(tǒng)仿真作為解決復(fù)雜物流系統(tǒng)問(wèn)題的有效手段，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)物流系統(tǒng)、供應(yīng)鏈及物流配送系統(tǒng)等研究領(lǐng)域，將合適的建模方法和仿真技術(shù)有效地進(jìn)行結(jié)合，成為研究物流系統(tǒng)優(yōu)化與仿真問(wèn)題的主流手段，也是物流系統(tǒng)優(yōu)化與仿真的主要發(fā)展方向；目前國(guó)內(nèi)外學(xué)者在物流系統(tǒng)仿真優(yōu)化方面也已經(jīng)取得了一定的研究成果，但其進(jìn)展比較緩慢，在解決物流系統(tǒng)問(wèn)題時(shí)還存在算法效率不高、智能化程度不高、還沒(méi)有解決大規(guī)模實(shí)際問(wèn)題的能力等方面的缺陷；綜合仿真環(huán)境己經(jīng)成為物流系統(tǒng)仿真的主要工具。物流系統(tǒng)仿真應(yīng)在分布式交互仿真、仿真優(yōu)化方法、功能強(qiáng)大的仿真軟件和工具的開(kāi)發(fā)以及建模方法的集成等方面作進(jìn)一步的研究。

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