計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在物流系統(tǒng)中的應(yīng)用

景姍娜

[摘要]“物流是企業(yè)的第三利潤(rùn)源”，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的運(yùn)用，正是為企業(yè)提供一個(gè)省時(shí)省力，并且極具參考價(jià)值的方式，提高企業(yè)生產(chǎn)中物流的順暢程度、提高生產(chǎn)效率，降低物料搬運(yùn)成本，進(jìn)而提高各項(xiàng)系統(tǒng)性能指標(biāo)。

[關(guān)鍵詞]仿真 物流系統(tǒng) Flexsim

中圖分類號(hào)：TP3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1671－7597（2009）0220048－02

仿真(Simulation)，也稱為模擬，是按照客觀的實(shí)際情況，把所要研究的問(wèn)題或?qū)ο髽?gòu)造成模型，在接近于實(shí)際的條件下，分析其工作（或運(yùn)行）情況是否合乎主觀的意圖或要求，或者是同時(shí)分析比較幾個(gè)設(shè)計(jì)或計(jì)劃方案，以確定其中哪一個(gè)方案更符合主觀的意圖或要求，具有更好的技術(shù)性能或經(jīng)濟(jì)效果，從而，確定選擇其中一個(gè)較好的設(shè)計(jì)或計(jì)劃方案。

一、物流仿真技術(shù)

物流仿真技術(shù)是借助計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和數(shù)學(xué)手段，采用虛擬現(xiàn)實(shí)方法，對(duì)物流系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)際模仿的一項(xiàng)應(yīng)用技術(shù)，它需要借助計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)對(duì)現(xiàn)實(shí)物流系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)建模與求解算法分析，通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)得到各種動(dòng)態(tài)活動(dòng)及其過(guò)程的瞬間仿效記錄，進(jìn)而研究物流系統(tǒng)的性能和輸出效果。物流仿真是指評(píng)估對(duì)象系統(tǒng)（配送中心、倉(cāng)庫(kù)存儲(chǔ)系統(tǒng)、揀貨系統(tǒng)、運(yùn)輸系統(tǒng)等）的整體能力的一種評(píng)價(jià)方法。

二、物流仿真技術(shù)的作用

（一）避免憑經(jīng)驗(yàn)辦事造成損失

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，物流行業(yè)結(jié)構(gòu)日益復(fù)雜，如果在面臨決策問(wèn)題的時(shí)候，只是憑借老經(jīng)驗(yàn)或感覺(jué)來(lái)判斷，顯然可能出現(xiàn)許多疏漏。通過(guò)物流仿真技術(shù)的運(yùn)用，不但能提高效率，縮短研究開發(fā)周期，而且對(duì)保證安全、節(jié)約開支、提高質(zhì)量尤其具有突出的功效。通過(guò)電腦虛擬現(xiàn)實(shí)的結(jié)果，決策者可以知道方案或設(shè)計(jì)的可行性。從而幫助他們作出明智的決定。

（二）降低企業(yè)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益

當(dāng)今中國(guó)的企業(yè)在許多領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)已經(jīng)非常激烈，競(jìng)爭(zhēng)的成敗取決于“成本低、速度快和質(zhì)量高”。仿真技術(shù)是分析、設(shè)計(jì)和優(yōu)化復(fù)雜系統(tǒng)的有力的工具。只用實(shí)體模型的一小部分費(fèi)用在計(jì)算機(jī)中建立虛擬模型來(lái)測(cè)試各種想法和假設(shè)條件，因而可以節(jié)省大量的資金投入，最重要的是，極大地降低了決策的風(fēng)險(xiǎn)。通過(guò)對(duì)研發(fā)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、物流配送、售后服務(wù)等產(chǎn)品生命周期的各個(gè)流程的研究，可以幫助企業(yè)找到增值能力不強(qiáng)、資源沒(méi)有充分利用和反應(yīng)速度不夠及時(shí)的環(huán)節(jié)，并做出改進(jìn)的建議。

（三）量化績(jī)效，提供分析數(shù)據(jù)

仿真技術(shù)在流程管理中應(yīng)用的另一個(gè)優(yōu)勢(shì)是績(jī)效的可量化性。企業(yè)的運(yùn)營(yíng)管理質(zhì)量是通過(guò)一系列績(jī)效指標(biāo)體現(xiàn)出來(lái)，例如制造周期，庫(kù)存周轉(zhuǎn)，按時(shí)送貨率，資源利用率等等。這些指標(biāo)都可以在仿真模型中得到量化體現(xiàn)，并通過(guò)對(duì)模型的改進(jìn)，觀察績(jī)效指標(biāo)的改善，指導(dǎo)實(shí)際的操作。所以，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)比任何其他分析手段，在企業(yè)流程績(jī)效管理方面，都具有更直觀更準(zhǔn)確的結(jié)果，對(duì)經(jīng)濟(jì)效益有更直接的影響。

（四）為各流程管理者提供交流的平臺(tái)

仿真技術(shù)的可視化和動(dòng)畫界面提供了不可替代的溝通方式。企業(yè)管理者可以通過(guò)仿真模型，直觀、具體、無(wú)誤的向其他人員表達(dá)對(duì)系統(tǒng)的理解和對(duì)未來(lái)的設(shè)想，成為企業(yè)跨部門和企業(yè)之間合作交流的共同平臺(tái)。

三、主要物流仿真軟件的應(yīng)用

1．Automod

AutoMod是由美國(guó)Brook Automation公司開發(fā)的產(chǎn)品，它是目前市面上比較成熟的三維離散性事件仿真軟件之一。Automod建立搬運(yùn)機(jī)器設(shè)備等對(duì)象物體，對(duì)各個(gè)作業(yè)流程都要建立過(guò)程語(yǔ)言，通過(guò)編程序才能做出作業(yè)流程。建模操作十分復(fù)雜；由于對(duì)全部機(jī)器設(shè)備等對(duì)象物都需要程序命令語(yǔ)言，所以操作人員必須要具備編程知識(shí)；價(jià)格昂貴。

2．ShowFlow

ShowFlow 是來(lái)自英國(guó)的仿真軟件。可為制造業(yè)和物流業(yè)提供建模、仿真、動(dòng)畫和統(tǒng)計(jì)分析工具。ShowFlow可以提供生產(chǎn)系統(tǒng)的生產(chǎn)量，確定瓶頸位置，估測(cè)提前期和報(bào)告資源利用率。ShowFlow還可以被用來(lái)支持投資決定，校驗(yàn)制造系統(tǒng)設(shè)計(jì)的合理性，通過(guò)對(duì)不同的制造策略進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)來(lái)找出最優(yōu)解。

3．Stream

Stream是日本開發(fā)的仿真軟件，其最大特點(diǎn)是從日文命令組中選出并排列的形式記述每一個(gè)設(shè)備的控制邏輯，不僅可當(dāng)作物流生產(chǎn)線的仿真器使用，而且在單個(gè)機(jī)械設(shè)備的仿真方面也可以用來(lái)變通使用。其開發(fā)基礎(chǔ)是Sil-Tools ，所以與一般的Windows應(yīng)用程序相比，其操作上的感覺(jué)有些不同，且需要特殊的開發(fā)環(huán)境，所以在擴(kuò)展性和技術(shù)支持方面令人擔(dān)憂。

4．RaLC（樂(lè)龍）

“RaLC（樂(lè)龍）”系列軟件，是日本AIS公司以誰(shuí)都可以通過(guò)簡(jiǎn)單的操作就能構(gòu)筑可在電腦上運(yùn)行的三維立體模型物流中心為目標(biāo)，獨(dú)立研發(fā)而成的三維虛擬物流中心模型構(gòu)筑工具。樂(lè)龍系列軟件是在電腦中建立三維立體動(dòng)畫物流中心模型，以進(jìn)行各種工程驗(yàn)證操作為目的的模型構(gòu)筑工具軟件。

四、Flexsim軟件介紹

在當(dāng)前眾多的物流系統(tǒng)仿真軟件中，應(yīng)用最廣的是由美國(guó)Flexsim公司開發(fā)的也是迄今為止世界上第一個(gè)在圖形環(huán)境中集成了C++和編譯器的仿真軟件Flexsim。

目前在市場(chǎng)上，像Flexsim一樣能使用戶自由自在的量身定制的仿真軟件非常罕見(jiàn)。軟件的所有可視窗體都可以向定制的用戶公開。建模人員可以自由地操作部件、視窗、圖形用戶界面、菜單、選擇列表和部件參數(shù)，可以在部件里增加自定義的邏輯、改變或刪掉既存的編碼，也可以從零開始完全建立一個(gè)新的部件。

五、Flexsim軟件在物流系統(tǒng)中的應(yīng)用

將Flexsim用于物流系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)中，尤其是碼頭、倉(cāng)庫(kù)的設(shè)計(jì)中，它可以用試驗(yàn)的形式來(lái)仿真假定的情節(jié)，而且還可以自動(dòng)運(yùn)行并把結(jié)果存在報(bào)告、圖表中，為決策者提供視覺(jué)上的決策支持。應(yīng)用Flexsim仿真環(huán)境建立大型立體倉(cāng)庫(kù)的仿真模型，可以清楚直觀的得到仿真數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，優(yōu)化資源配。

（一）Flexsim在物流系統(tǒng)中的應(yīng)用范圍

1．物流行業(yè)資產(chǎn)項(xiàng)目評(píng)估；

2．物流行業(yè)有規(guī)律地運(yùn)行模型，測(cè)試生產(chǎn)計(jì)劃；

3．物流行業(yè)更改提案評(píng)估；

4．物流行業(yè)更改管理。

（二）以下的四幅圖為某廠的生產(chǎn)線模型局部

通過(guò)FLEXSIM的建模，工廠解決了裝箱、稱重和包裝生產(chǎn)線的平衡問(wèn)題。Flexsim的模型使工廠形象直觀的看到了解決問(wèn)題的辦法和結(jié)果。生產(chǎn)力分析，人事配備，瓶頸問(wèn)題，設(shè)備的使用率，在制品分析，生產(chǎn)計(jì)劃安排等都能一一實(shí)現(xiàn)仿真模擬。從而為工廠決策給出了重要證據(jù)。

Flexsim有非常強(qiáng)大的圖表分析能力，它不像其他軟件那樣，模型和數(shù)據(jù)分析分開實(shí)現(xiàn)。而是可以同時(shí)在3D模型里表現(xiàn)出來(lái)。如左圖，當(dāng)給模型賦予一定的實(shí)際數(shù)據(jù)和指標(biāo)并且運(yùn)行以后，工廠的生產(chǎn)情況就直接在模型模擬的過(guò)程中，動(dòng)態(tài)的表現(xiàn)出來(lái)了。

六、物流仿真技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

仿真技術(shù)在很多發(fā)達(dá)國(guó)家發(fā)展很快，一些大型的國(guó)際企業(yè)，甚至當(dāng)?shù)氐闹行⌒推髽I(yè)都已經(jīng)采用了該項(xiàng)技術(shù)，并在應(yīng)用中取得了很好的效果。在我國(guó)，集成化物流規(guī)劃設(shè)計(jì)仿真技術(shù)的研發(fā)目前還處在起步階段，從2001年開始，山東大學(xué)和同濟(jì)大學(xué)開始了相關(guān)領(lǐng)域的預(yù)研工作，但目前還未見(jiàn)到研發(fā)出的實(shí)際產(chǎn)品。很多企業(yè)對(duì)于該項(xiàng)技術(shù)的特點(diǎn)還不十分了解。仿真技術(shù)在國(guó)內(nèi)的發(fā)展，還需時(shí)日。

從物流仿真技術(shù)的整體情況來(lái)看，有著如下的一些發(fā)展趨勢(shì)：

（一）目前，各個(gè)領(lǐng)域的新技術(shù)不斷發(fā)展完善，如面向?qū)ο蠹夹g(shù)、動(dòng)畫技術(shù)、人工智能技術(shù)等，這些技術(shù)的更新發(fā)展為仿真系統(tǒng)的軟件發(fā)展起到了很好的推動(dòng)作用。

（二）隨著物流供需鏈的發(fā)展，使得物理上供應(yīng)鏈的分布越來(lái)越分散，越來(lái)越網(wǎng)絡(luò)化，這使得仿真建模不能僅僅局限在定點(diǎn)，靜態(tài)的方式下，需要網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展，Internet 條件下的供需鏈建模和仿真的研究已經(jīng)迫在眉睫。

（三）供需鏈管理目前正朝著優(yōu)化和協(xié)同兩個(gè)方向發(fā)展，由此帶動(dòng)了供需鏈系統(tǒng)建模技術(shù)的日益完善。建模手段和模型的求解方法愈加豐富，引入了各種新的和改進(jìn)的優(yōu)化技術(shù)。相信這項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展很快就會(huì)越發(fā)成熟。

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和新的制造技術(shù)、制造系統(tǒng)的產(chǎn)生，計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)將被更廣泛地應(yīng)用到物流系統(tǒng)設(shè)計(jì)、規(guī)劃的研究當(dāng)中，并取得更多成果。

參考文獻(xiàn)：

[1]任常銳，供需鏈仿真技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)[J].算機(jī)集成制造系統(tǒng)CIMS，2004(2).

[2]康鳳舉，現(xiàn)代仿真技術(shù)與應(yīng)用[M].國(guó)防工業(yè)出版社，2001(9).