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2025-03-31
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本書的內(nèi)容按照物流系統(tǒng)、系統(tǒng)仿真原理及方法、可視化物流系統(tǒng)仿真工具及案例等3個方面來組織。首先介紹了物流系統(tǒng)及仿真的基本原理和方法、現(xiàn)代生產(chǎn)物流系統(tǒng)及仿真的基本原理和方法;接著介紹了系統(tǒng)仿真原理及方法,包括隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生、連續(xù)系統(tǒng)及離散事件系統(tǒng)仿真、仿真輸入及輸出分析方法和物流系統(tǒng)可視化交互仿真;最后介紹了幾種目前主流的可視化物流系統(tǒng)仿真工具: Flexsim、Witness、Arena、Extend,并介紹了利用Flexsim仿真平臺進(jìn)行物流系統(tǒng)仿真的案例,包括單服務(wù)臺排隊系統(tǒng)仿真、半導(dǎo)體晶圓制造生產(chǎn)線仿真、港口集裝箱物流系統(tǒng)仿真、物流配送中心仿真。
《物流系統(tǒng)仿真》
第一部分理論篇
第1章物流系統(tǒng)概述
1.1系統(tǒng)
1.2物流系統(tǒng)的概念
1.3物流系統(tǒng)的目標(biāo)
1.4物流系統(tǒng)的要素
復(fù)習(xí)思考題
部分參-
第2章仿真方法在物流系統(tǒng)中的應(yīng)用
2.1仿真方法
2.2物流系統(tǒng)仿真
復(fù)習(xí)思考題
部分參-
第3章隨機(jī)數(shù)和隨機(jī)變量
3.1偽隨機(jī)數(shù)的產(chǎn)生
3.2隨機(jī)變量的產(chǎn)生方法
復(fù)習(xí)思考題
部分參-
第4章仿真數(shù)據(jù)分析與模型驗(yàn)證
.4.1仿真輸入數(shù)據(jù)分析
4.2仿真輸出數(shù)據(jù)分析
4.3仿真模型的驗(yàn)證與分析
復(fù)習(xí)思考題
部分參-
第5章典型物流系統(tǒng)仿真軟件
5.1flexsim
5.2em-plant
5.3其他典型物流系統(tǒng)仿真軟件
5.4仿真軟件的選擇
復(fù)習(xí)思考題
部分參-
第二部分flexsim篇
第6章flexsim軟件的基本概念
6.1flexism軟件的層次結(jié)構(gòu)
6.2實(shí)體庫
6.3端口
復(fù)習(xí)思考題
部分參-
第7章flexsim軟件的基本應(yīng)用及建模步驟
7.1菜單功能介紹
7.2工具條功能介紹
7.3基于flexsim建模的基本步驟
復(fù)習(xí)思考題
部分參-
第8章flexsim二次開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)
8.1任務(wù)序列技術(shù)
8.2設(shè)施設(shè)備定制化與運(yùn)動學(xué)實(shí)現(xiàn)開發(fā)
8.3圖形用戶界面
8.4基于expertfit的數(shù)據(jù)建模技術(shù)
8.5基本建模函數(shù)
復(fù)習(xí)思考題
部分參-
第9章基于flexsim軟件的物流倉儲系統(tǒng)仿真實(shí)例
9.1基于flexsim的自動化立體倉庫系統(tǒng)仿真建模與分析
9.2基于flexsim自動分揀系統(tǒng)仿真建模與分析
9.3基于flexsim的dps自動揀貨系統(tǒng)仿真建模與分析
9.4基于flexsim的其他自動化系統(tǒng)仿真建模與分析
第三部分em-plant篇
第10章em-plant初步
10.1em-plant工作界面介紹
10.2em-plant功能菜單功能介紹
10.3em-plant對象庫菜單及功能介紹
10.4em-plant建模窗口菜單及功能介紹
復(fù)習(xí)思考題
部分參-
第11章em-plant概念及對象介紹
11.1em-plant中對象的概念及其分類
11.2em-plant常用對象介紹
11.3em-plant層次結(jié)構(gòu)建模介紹
復(fù)習(xí)思考題
部分參-
第12章simtalk語言
12.1simtalk基礎(chǔ)
12.2simtalk編程初步
12.3method對象
復(fù)習(xí)思考題
部分參-
第13章仿真建模綜合案例——桌子加工廠
13.1em-plant基礎(chǔ)對象的應(yīng)用
13.2em-plant對象的高級應(yīng)用
13.3em-plant用戶交互應(yīng)用
參考文獻(xiàn)
“物流系統(tǒng)仿真”是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程生產(chǎn)物流系統(tǒng)仿真案例,主要強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)的描述、系統(tǒng)仿真建模及模型運(yùn)行后的分析與優(yōu)化生產(chǎn)物流系統(tǒng)仿真案例,因此,不僅需要對途途物流系統(tǒng)工程、數(shù)學(xué)等方面的知識有深刻的生產(chǎn)物流系統(tǒng)仿真案例了解,以求準(zhǔn)確地描述實(shí)際系統(tǒng)的各種特性,同時,也需要將系統(tǒng)描述轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)仿真模型,以便進(jìn)行分析和優(yōu)化。
《物流系統(tǒng)仿真》共分為三部分:第一部分是基礎(chǔ)理論篇,介紹了系統(tǒng)與物流系統(tǒng)的相關(guān)概念、仿真方法在物流系統(tǒng)中的運(yùn)用、隨機(jī)數(shù)和隨機(jī)變量的產(chǎn)生方法、仿真數(shù)據(jù)的分析和模型的驗(yàn)證,以及目前較為流行的幾款仿真軟件的介紹生產(chǎn)物流系統(tǒng)仿真案例;第二部分是flexsim篇;第三部分是em-plant篇。第二部分和第三部分是基于目前流行仿真軟件的實(shí)踐操作篇,兩部分分別通過典型的物流系統(tǒng)建模案例將建模技術(shù)與方法串接起來。
《物流系統(tǒng)仿真》可以作為工業(yè)工程、物流工程、物流管理、系統(tǒng)工程等專業(yè)的本科高年級及研究生教學(xué)用書,對于企業(yè)中剛剛接觸仿真這一領(lǐng)域的工作人員來說,《物流系統(tǒng)仿真》也是一本很好的參考書。
仿真就是通過對系統(tǒng)模型的實(shí)驗(yàn)去研究一個存在的或設(shè)計中的系統(tǒng)。下面是我精心推薦的物流仿真技術(shù)論文,希望你能有所感觸!
物流仿真技術(shù)論文一:物流系統(tǒng)仿真技術(shù)的分析研究【摘 要】物流系統(tǒng)仿真借助計算機(jī)技術(shù)對物流系統(tǒng)進(jìn)行真實(shí)模仿,對物流工程項目有十分重要的意義。論文主要研究物流系統(tǒng)仿真技術(shù)的基本理論,提出利用Flexsim軟件進(jìn)行模擬仿真的方法。該方法可為物流系統(tǒng)建設(shè)規(guī)劃提供重要的決策依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】物流系統(tǒng)仿真;Flexsim軟件
隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,物流業(yè)迅速地成長,全國各地的物流工程建設(shè)也在逐步展開,但在項目的投資建設(shè)中產(chǎn)生了一系列的合理性分析的問題,如技術(shù)、經(jīng)濟(jì)可行性和管理方法等。如物流配送中心在規(guī)劃建設(shè)過程中的選址是否恰當(dāng),其容量設(shè)計、裝備配置和場地規(guī)劃是否合理,是否能夠更好簡化工作,節(jié)約成本和時間,對理貨、存儲、分揀等工作區(qū)的劃分是否能夠更加方便各項作業(yè)的進(jìn)展和管理。對于這些實(shí)際的問題,如果只憑經(jīng)驗(yàn)和感覺來判斷,難免會有些方面被疏忽,建成后再進(jìn)行調(diào)整就會增加建設(shè)的成本,耽誤正常的工作,從而帶來巨大的損失。
物流仿真技術(shù)是借助計算機(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,對物流系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)際模仿的一項應(yīng)用技術(shù)。它需要借助計算機(jī)仿真技術(shù)對現(xiàn)實(shí)物流系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)建模與求解算法分析,通過仿真實(shí)驗(yàn)得到各種動態(tài)活動及其過程的瞬間仿效記錄,進(jìn)而研究物流系統(tǒng)的性能和輸出效果。物流仿真技術(shù)最大的優(yōu)點(diǎn)就是不需要實(shí)際設(shè)備的安裝,不需要實(shí)際實(shí)施相應(yīng)的方案,即可驗(yàn)證如下目標(biāo):①增加新設(shè)備后給企業(yè)帶來的效應(yīng);②設(shè)計新的生產(chǎn)線的好壞;③比較各種設(shè)計方案的優(yōu)劣等等。本文主要研究物流系統(tǒng)仿真技術(shù)的基本理論,并通過Flexsim仿真軟件進(jìn)行說明說明。
1.物流系統(tǒng)仿真的特點(diǎn)
物流系統(tǒng)仿真的特點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下3個方面。
(1)物流系統(tǒng)中流的仿真:對于物流系統(tǒng)中的多種流,如貨流、車流、信息流、資金流等,可以采用動態(tài)仿真 描述流的產(chǎn)生、流動、消失、積累和轉(zhuǎn)換等。
(2)物流系統(tǒng)中排隊的仿真:由一個或多個服務(wù)臺和等待服務(wù)的顧客組成的離散系統(tǒng)成為排隊系統(tǒng)。物流系統(tǒng)是復(fù)雜的離散事件系統(tǒng),并且各種設(shè)施設(shè)備可以看作是服務(wù)臺,各種實(shí)體貨物等可以看作是顧客等待接收服務(wù)。
(3)物流系統(tǒng)組織中資源的因素仿真:物流組織是通過各種人員和設(shè)備參與實(shí)現(xiàn)的,這些都是物流系統(tǒng)中的資源。通過對各種資源不同的規(guī)劃,物流服務(wù)質(zhì)量和運(yùn)作效率也是有差異。利用計算機(jī)仿真技術(shù)描述人和設(shè)備的行為過程,可以得出較優(yōu)的物流體統(tǒng)組織方案。
2.物流系統(tǒng)仿真的優(yōu)勢
在構(gòu)建物流系統(tǒng)時,由于建設(shè)投資巨大,存在一定的投資風(fēng)險,且建成后發(fā)現(xiàn)了不合理的地方需要改造,成本將會非常的高。利用仿真技術(shù)實(shí)現(xiàn)物流系統(tǒng)各個模塊的運(yùn)行狀況,并得出適應(yīng)發(fā)展、經(jīng)濟(jì)有效的設(shè)計方案。物流系統(tǒng)仿真技術(shù)的主要有以下優(yōu)點(diǎn)。
(1)對于復(fù)雜的物流系統(tǒng)可以采用仿真的方法構(gòu)建模型;(2)對于新的物流系統(tǒng),無需實(shí)際建設(shè)投資,可先利用計算機(jī)仿真模擬對新系統(tǒng)進(jìn)行可行性和效率做出正確的評判,如方案合理再實(shí)施,降低投資風(fēng)險;(3)可以對多個方案進(jìn)行分析對比,從中選擇最優(yōu)方案;(4)通過仿真調(diào)整目標(biāo)函數(shù)和約束條件來優(yōu)化方案。
3.物流系統(tǒng)仿真的步驟
物流系統(tǒng)仿真的一般步驟:(1)弄清問題,掌握實(shí)際情況;(2)收集整理資料;(3)確定各個因素之間的相互關(guān)系;(4)構(gòu)造仿真模型模型;(5)確定模型參數(shù);(6)檢驗(yàn)?zāi)P偷恼_性;(7)仿真模型的運(yùn)行及結(jié)果分析。
4.Flexsim仿真軟件
4.1 Flexsim仿真軟件介紹
Flexsim是由美國的Flexsim Software Production公司出品的,是一款商業(yè)化離散事件系統(tǒng)仿真軟件。Flexsim采用面向?qū)ο蠹夹g(shù),并具有三維顯示功能。建模快捷方便,顯示能力強(qiáng)大,特別適合于生產(chǎn)制造、配送、交通運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域。其主要特點(diǎn)包括:(1)基于面向?qū)ο蠹夹g(shù)建模;(2)突出的3D圖形顯示功能;(3)建模和調(diào)試的方便;(4)建模的擴(kuò)展性強(qiáng);(5)開放性好。
4.2 應(yīng)用Flexsim仿真軟件建模仿真方法
(1)設(shè)置模型布局
Flexsim對象庫中的對象基本能夠反映各項實(shí)際設(shè)施。如進(jìn)貨源和出貨源可以分別用發(fā)生器和吸收器來表示,加工作業(yè)可以用處理器表示,貨架、運(yùn)輸機(jī)、操作員分別有相應(yīng)的實(shí)體表示。并根據(jù)各個實(shí)體的數(shù)量尺寸,將其調(diào)整到適當(dāng)?shù)奈恢茫蛊渑c實(shí)際方案相符。在設(shè)置這些參數(shù)時,要根據(jù)具體的對象特征設(shè)置參數(shù)才能正確的模擬顯示。
(2)定義“流”
根據(jù)系統(tǒng)中各對象之間的邏輯關(guān)系,連接相應(yīng)的端口,構(gòu)建模型的邏輯流程。
實(shí)體與實(shí)體之間的聯(lián)系可用輸入輸出(A)連接或者中間端點(diǎn)(S)連接。作業(yè)的流程要與實(shí)際作業(yè)時的流程相符合。
(3)設(shè)施參數(shù)的設(shè)計
根據(jù)每個對象所描述的物流系統(tǒng)的特征,設(shè)定對象的參數(shù)。Flexsim中常用的一些仿真參數(shù)主要有:
①生成器參數(shù):可按到達(dá)時間間隔模式、到達(dá)時間表模式、到達(dá)序列模式創(chuàng)建臨時實(shí)體。通過生成器可以設(shè)置貨物的到達(dá)類型和到達(dá)時間分布等。
②處理器參數(shù):處理器參數(shù)一般用到的是處理器容量、處理時間、預(yù)置時間、平均故障時間和平均維修時間等。
③暫存區(qū)參數(shù):暫存區(qū)參數(shù)主要有暫存區(qū)容量、暫存區(qū)大小、暫存區(qū)貨物堆放形式等。
④貨架參數(shù):貨架參數(shù)主要有貨架容量、貨架列數(shù)、層數(shù)、列寬、層高、最小停留時間和堆存方式等。
⑤運(yùn)輸工具參數(shù):運(yùn)輸工具包括工人、運(yùn)輸叉車、堆垛機(jī)等,參數(shù)主要有裝載時間、卸載時間、運(yùn)行速度、裝載量、加速度以及運(yùn)輸線路設(shè)計等。
⑥臨時實(shí)體流參數(shù):臨時實(shí)體流參數(shù)決定實(shí)體如何將臨時實(shí)體送到下游。這些參數(shù)主要有送往端口、是否使用運(yùn)輸工具、是否拉動、拉動條件、優(yōu)先級等。
4.3 編譯運(yùn)行與仿真結(jié)果分析
在完成模型的建立后,可以對仿真模型進(jìn)行編譯運(yùn)行。為了減小誤差,可以通過反復(fù)多次的運(yùn)行或根據(jù)不同的設(shè)定條件運(yùn)行,得出仿真的結(jié)果。分析實(shí)驗(yàn)中各個對象的工作狀況及效率,對比不同的實(shí)驗(yàn)的結(jié)果,提出改進(jìn)優(yōu)化措施,并再次進(jìn)行驗(yàn)證。最終得出最優(yōu)的方案。
【參考文獻(xiàn)】
[1]彭揚(yáng),吳承健.物流系統(tǒng)建模與仿真[M].杭州:浙江大學(xué)出版社,2009.
[2]周向陽.物流系統(tǒng)仿真系列講座第一講[J].物流技術(shù)裝備版,2010(3).
[3]肖江波.基于FLEXSIM的配送中心系統(tǒng)仿真與優(yōu)化[D].北京:北京郵電大學(xué),2008.
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是借助計算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和數(shù)學(xué)手段生產(chǎn)物流系統(tǒng)仿真案例,采用虛擬現(xiàn)實(shí)方法生產(chǎn)物流系統(tǒng)仿真案例,對物流系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)際模仿的一項應(yīng)用技術(shù)生產(chǎn)物流系統(tǒng)仿真案例,它需要借助計算機(jī)仿真技術(shù)對現(xiàn)實(shí)物流系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)建模與求解算法分析,通過仿真實(shí)驗(yàn)得到各種動態(tài)活動及其過程的瞬間仿效記錄,進(jìn)而研究物流系統(tǒng)的性能和輸出效果。物流仿真技術(shù)最大的優(yōu)點(diǎn)就是上需要實(shí)際設(shè)備的安裝,上需要實(shí)際實(shí)施相應(yīng)的方案,即可驗(yàn)證如下目標(biāo):
①增加新設(shè)備后給公司或企業(yè)帶來的效應(yīng);②設(shè)計新的生產(chǎn)線的好壞;
③比較各種設(shè)計方案的優(yōu)劣等等。
物流仿真對降低整個物流投資成本,是上可或缺的。本文著重就物流仿真軟件在我國的應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢展開分析描述。
物流系統(tǒng)仿真的核心技術(shù)
物流系統(tǒng)的仿真是典型的離散事件系統(tǒng)仿真,其核心是時鐘推進(jìn)和事件調(diào)度的機(jī)制。離散事件系統(tǒng)是指系統(tǒng)狀態(tài)在某些隨機(jī)時間點(diǎn)上發(fā)生離散變化的系統(tǒng)。這種引起狀態(tài)變化的行為稱為“事件”,因而這類系統(tǒng)是由事件驅(qū)動的;而且,"事件"往往發(fā)生在隨機(jī)時間點(diǎn)上,亦稱為隨機(jī)事件,因而離散事件系統(tǒng)一般都具有隨機(jī)特性;系統(tǒng)的狀態(tài)變量往往是離散變化的。1、仿真時鐘
仿真時鐘用于表示仿真時間的變化。在離散事件系統(tǒng)仿真中,由于系統(tǒng)狀態(tài)變化是不連續(xù)的,在相鄰兩個事件發(fā)生之前,系統(tǒng)狀態(tài)不發(fā)生變化,因而仿真鐘可以跨越這些“不活動”周期。從一個事件發(fā)生時刻,推進(jìn)到下一個事件發(fā)生時刻。由于仿真實(shí)質(zhì)上是對系統(tǒng)狀態(tài)在一定時間序列的動態(tài)描述。因此,仿真鐘一般是仿真的主要自變量。仿真鐘推進(jìn)方法有三大類:事件調(diào)度法、固定增量推進(jìn)法和主導(dǎo)時鐘推進(jìn)法。
應(yīng)指出,仿真時鐘所顯示的是系統(tǒng)仿真所花費(fèi)的時間,而不是計算機(jī)運(yùn)行仿真模型的時間。因此,仿真時間與真實(shí)時間成比例關(guān)系。象物流系統(tǒng)這樣復(fù)雜的機(jī)電系統(tǒng),仿真時間可比真實(shí)時間短的多。真實(shí)系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行若干天,若干月,用計算機(jī)仿真也只需要幾分鐘。
2、事件調(diào)度法
事件調(diào)度法是面向事件的方法,是通過定義事件,并按時間順序處理所發(fā)生的一系列事件。記錄每一事件發(fā)生時引起的系統(tǒng)狀態(tài)的變化來完成系統(tǒng)的整個動態(tài)過程的仿真。由于事件都是預(yù)定的,狀態(tài)變化發(fā)生在明確的預(yù)定的時刻,所以這種方法適合于活動持續(xù)時間比較確定的系統(tǒng)。
事件調(diào)度法中仿真鐘是按下一時間步長法來推進(jìn)的。通過建立事件表,將預(yù)定的事件按時間發(fā)生的先后順序放入事件表中。仿真鐘始終推進(jìn)到最早發(fā)生的時間時刻。然后處理該事件發(fā)生時的系統(tǒng)狀態(tài)的變化,進(jìn)行用戶所需要的統(tǒng)計計算。這樣,仿真鐘不斷從一個事件發(fā)生時間推進(jìn)到下一個最早發(fā)生的事件時間,指導(dǎo)仿真結(jié)束。
3、隨機(jī)數(shù)和隨機(jī)變量的產(chǎn)生
物流系統(tǒng)中工件的到達(dá)、運(yùn)輸車輛的到達(dá)和運(yùn)輸時間等一般都是隨機(jī)的。對于有隨機(jī)因素影響的系統(tǒng)進(jìn)行仿真時,首先要建立隨機(jī)變量模型。即確定系統(tǒng)的隨機(jī)變量并確定這些隨機(jī)變量的分布類型和參數(shù)。對于分布類型是已知的或者是可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定的隨機(jī)變量,只要確定它們的參數(shù)就可以了。
建立了隨機(jī)變量模型后還必需能夠在計算機(jī)中產(chǎn)生一系列不同分布的隨機(jī)變量的抽樣值來模擬系統(tǒng)中的各種隨機(jī)現(xiàn)象。隨機(jī)變量的抽樣值產(chǎn)生的實(shí)際做法通常是,首先產(chǎn)生一個[0,1]區(qū)間的、連續(xù)的、均勻分布的隨機(jī)數(shù),然后通過某種變換和運(yùn)算產(chǎn)生其所需要的隨機(jī)變量。
得到[0,1]區(qū)間均勻分布的、有良好的獨(dú)立性、周期長的隨機(jī)數(shù)后,下面的問題是如何產(chǎn)生與實(shí)際系統(tǒng)相應(yīng)的隨機(jī)變量。產(chǎn)生隨機(jī)變量的前提是根據(jù)實(shí)際系統(tǒng)隨機(jī)變量的觀測值確定隨機(jī)變量的分布及其參數(shù)。
反變換法是最常用的方法,反變換法以概率積分反變換法則為基礎(chǔ),設(shè)隨機(jī)變量X的分布函數(shù)為F(X);UI是[0,1]區(qū)間均勻分布的隨機(jī)數(shù),利用反分布函數(shù)X=F-1(μ)就可以得到所需要的隨機(jī)變量X。
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