物流系統仿真綜述

李經世 李龍飛

【摘要】對物流系統仿真的相關研究領域進行評述，分析了物流中心的布局規劃、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存管理策略徑規劃策略等方面研究的特色并介紹了其應用研究成果，對現有研究的不足進行了評述；分析了物流系統仿真優化方面的主要進展及存在的問題；提出了物流系統仿真的進一步發展方向。

【關鍵詞】物流；系統；仿真

中圖分類號：F27 文獻標識碼A： 文章編號：1006-0278（2014）05-102-01

一、物流系統仿真概況

物流系統是一個多因素、多目標的復雜系統，現代物流越來越強調物流的系統化、綜合化，而物流系統大多是離散的、復雜的大系統，物流系統的整體優化是一個復雜的系統分析問題包含多約束多因素的影響。人們對復雜事物和復雜系統建立數學模型并進行求解的能力是有限的，目標函數和約束條件往往不能以明確的函數關系表達，或因函數帶有隨機參、變量，導致基于數學模型的優化方法在應用于實際生產時，有其局限性甚至不適用。基于仿真的優化方法正是在這樣的背景下發展起來的。

仿真所建立的模型，完全是實際系統的映像。即它反映系統的物理特征、幾何特征，又可以反映系統的邏輯特性。因此，對于各種復雜的物流系統，無論是線性的還是非線性的，無論是靜態的還是動態的，都可以用仿真方法來研究。仿真技術在解決這類問題時有其獨到的優勢和特點，因此許多專家學者對物流系統仿真領域進行了大量的研究，以使得物流系統的價值潛力得到最大的發揮，提高企業的效率和利潤。

二、物流中心的布局規劃及庫存仿真

在物流中心的布局規劃、貨物存取和訂單分揀的研究方面，國內外許多學者做了相關研究，如LoonC.Tang等研究一個手工訂單分揀系統的分批和存儲分配策略，其中把訂單分揀系統建模成一個帶有分批和揀貨的二級排隊系統，推導出一批訂單完成時間的均值和方差的邊界和近似估計，并通過仿真的方法來評估此結果。此外還比較了物品存儲分派采用平均分派和偏斜分派兩種策略時的訂單完成時間。M.Eric Johnson等采用SIMAN仿真語言對所要設計的Hewlett-Packard公司的北美新配送中心建模，建立了自動分揀系統，訂單采集，大宗訂單出貨，再包裝過程4個子模型，對每一個模型進行實驗，得出最優結果，然后再結合成整個配送中心的仿真模型，并根據仿真結果設計了新的工作流程使分揀系統的效率比原來配送中心的提高了80%，訂單采集效率提高了60%，為中心的設計提供了指導性的意見，極大地加速了配送中心的建設。Sadan Kulturel等采用計算機仿真的方法對配送中心的ASRS的庫存分派策略進行了研究。分析了一些參數的敏感性，這些參數包括產品的種類數目，庫存補貨的交付周期和需求率，指出產品種類數對系統性能沒有明顯影響，而交付周期和需求率對系統性能的影響相似，這兩個因素的增大都會使運行時間、貨架利用率、服務水平等系統性能指標降低。

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存管理策略徑規劃策略等方面，國內外一些學者也做了初步研究，余峰等以HLA（High Level Architecture）為計算機仿真標準，對物流配送系統進行了建模仿真；在分析物流配送仿真系統的體系結構基礎上，開發了仿真系統中的對象類、交互類以及聯邦成員，設計了聯邦運行的整個流程。整個物流配送仿真系統是一個聯邦，由客戶、配送中心、運輸中心、倉庫和供應商五個聯邦成員組成，各聯邦成員之間通過公布/訂購對象屬性和發送交互仿真了整個物流配送活動，得到了滿意的配送方案。Sanjay L.Ahire等研究的是單一產品的SWMR（Single Warehouse Multi—Retailer）系統，其中零售商的庫存管理采用（Q， r）策略，配送中心周期性的檢查零售商的訂貨并進行配送。文章給出了一個近似的解析模型來預測系統在不同運作情況下的性能，并將其與仿真模型進行比較來檢驗解析模型預測結果的準確性。Taniguchi等提出了一個按時間窗的車輛路徑規劃問題和動態交通仿真的集成模型，這一模型包括兩個子模型：一是貨物承運商的有時間窗的車輛路徑問題的模型；二是在城市道路網絡中，集貨/送貨車輛和客車的動態交通仿真模型。周立新等針對某一第3方物流企業的具體案例，分析其物流項目的構成要素和物流需求，利用VB6.0設計開發了仿真程序，實現第3方物流企業運作中的倉庫選址、庫存策略和車輛配置等功能，通過對設計方案的運行效果分析，可為項目設計者提供重要的決策依據。劉岳昆、付振茹將物流配送中心布局規劃理論和現代虛擬仿真技術相結合，通過對物流配送中心規劃中的作業分析，提出利用Flexsim軟件進行模擬仿真的方法，可為配送中心建設規劃提供重要的決策依據。

四、總結：物流系統仿真的現狀及研究趨勢

系統仿真作為解決復雜物流系統問題的有效手段，已經廣泛應用于生產物流系統、供應鏈及物流配送系統等研究領域，將合適的建模方法和仿真技術有效地進行結合，成為研究物流系統優化與仿真問題的主流手段，也是物流系統優化與仿真的主要發展方向；目前國內外學者在物流系統仿真優化方面也已經取得了一定的研究成果，但其進展比較緩慢，在解決物流系統問題時還存在算法效率不高、智能化程度不高、還沒有解決大規模實際問題的能力等方面的缺陷；綜合仿真環境己經成為物流系統仿真的主要工具。物流系統仿真應在分布式交互仿真、仿真優化方法、功能強大的仿真軟件和工具的開發以及建模方法的集成等方面作進一步的研究。

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