計算機仿真技術在物流系統中的應用

景姍娜

[摘要]“物流是企業的第三利潤源”，計算機仿真技術的運用，正是為企業提供一個省時省力，并且極具參考價值的方式，提高企業生產中物流的順暢程度、提高生產效率，降低物料搬運成本，進而提高各項系統性能指標。

[關鍵詞]仿真 物流系統 Flexsim

中圖分類號：TP3文獻標識碼：A文章編號：1671－7597（2009）0220048－02

仿真(Simulation)，也稱為模擬，是按照客觀的實際情況，把所要研究的問題或對象構造成模型，在接近于實際的條件下，分析其工作（或運行）情況是否合乎主觀的意圖或要求，或者是同時分析比較幾個設計或計劃方案，以確定其中哪一個方案更符合主觀的意圖或要求，具有更好的技術性能或經濟效果，從而，確定選擇其中一個較好的設計或計劃方案。

一、物流仿真技術

物流仿真技術是借助計算機技術、網絡技術和數學手段，采用虛擬現實方法，對物流系統進行實際模仿的一項應用技術，它需要借助計算機仿真技術對現實物流系統進行系統建模與求解算法分析，通過仿真實驗得到各種動態活動及其過程的瞬間仿效記錄，進而研究物流系統的性能和輸出效果。物流仿真是指評估對象系統（配送中心、倉庫存儲系統、揀貨系統、運輸系統等）的整體能力的一種評價方法。

二、物流仿真技術的作用

（一）避免憑經驗辦事造成損失

隨著經濟的發展，物流行業結構日益復雜，如果在面臨決策問題的時候，只是憑借老經驗或感覺來判斷，顯然可能出現許多疏漏。通過物流仿真技術的運用，不但能提高效率，縮短研究開發周期，而且對保證安全、節約開支、提高質量尤其具有突出的功效。通過電腦虛擬現實的結果，決策者可以知道方案或設計的可行性。從而幫助他們作出明智的決定。

（二）降低企業成本，提高經濟效益

當今中國的企業在許多領域的競爭已經非常激烈，競爭的成敗取決于“成本低、速度快和質量高”。仿真技術是分析、設計和優化復雜系統的有力的工具。只用實體模型的一小部分費用在計算機中建立虛擬模型來測試各種想法和假設條件，因而可以節省大量的資金投入，最重要的是，極大地降低了決策的風險。通過對研發設計、生產制造、物流配送、售后服務等產品生命周期的各個流程的研究，可以幫助企業找到增值能力不強、資源沒有充分利用和反應速度不夠及時的環節，并做出改進的建議。

（三）量化績效，提供分析數據

仿真技術在流程管理中應用的另一個優勢是績效的可量化性。企業的運營管理質量是通過一系列績效指標體現出來，例如制造周期，庫存周轉，按時送貨率，資源利用率等等。這些指標都可以在仿真模型中得到量化體現，并通過對模型的改進，觀察績效指標的改善，指導實際的操作。所以，計算機仿真技術比任何其他分析手段，在企業流程績效管理方面，都具有更直觀更準確的結果，對經濟效益有更直接的影響。

（四）為各流程管理者提供交流的平臺

仿真技術的可視化和動畫界面提供了不可替代的溝通方式。企業管理者可以通過仿真模型，直觀、具體、無誤的向其他人員表達對系統的理解和對未來的設想，成為企業跨部門和企業之間合作交流的共同平臺。

三、主要物流仿真軟件的應用

1．Automod

AutoMod是由美國Brook Automation公司開發的產品，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建立搬運機器設備等對象物體，對各個作業流程都要建立過程語言，通過編程序才能做出作業流程。建模操作十分復雜；由于對全部機器設備等對象物都需要程序命令語言，所以操作人員必須要具備編程知識；價格昂貴。

2．ShowFlow

ShowFlow 是來自英國的仿真軟件。可為制造業和物流業提供建模、仿真、動畫和統計分析工具。ShowFlow可以提供生產系統的生產量，確定瓶頸位置，估測提前期和報告資源利用率。ShowFlow還可以被用來支持投資決定，校驗制造系統設計的合理性，通過對不同的制造策略進行仿真實驗來找出最優解。

3．Stream

Stream是日本開發的仿真軟件，其最大特點是從日文命令組中選出并排列的形式記述每一個設備的控制邏輯，不僅可當作物流生產線的仿真器使用，而且在單個機械設備的仿真方面也可以用來變通使用。其開發基礎是Sil-Tools ，所以與一般的Windows應用程序相比，其操作上的感覺有些不同，且需要特殊的開發環境，所以在擴展性和技術支持方面令人擔憂。

4．RaLC（樂龍）

“RaLC（樂龍）”系列軟件，是日本AIS公司以誰都可以通過簡單的操作就能構筑可在電腦上運行的三維立體模型物流中心為目標，獨立研發而成的三維虛擬物流中心模型構筑工具。樂龍系列軟件是在電腦中建立三維立體動畫物流中心模型，以進行各種工程驗證操作為目的的模型構筑工具軟件。

四、Flexsim軟件介紹

在當前眾多的物流系統仿真軟件中，應用最廣的是由美國Flexsim公司開發的也是迄今為止世界上第一個在圖形環境中集成了C++和編譯器的仿真軟件Flexsim。

目前在市場上，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。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，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新的部件。

五、Flexsim軟件在物流系統中的應用

將Flexsim用于物流系統的規劃設計中，尤其是碼頭、倉庫的設計中，它可以用試驗的形式來仿真假定的情節，而且還可以自動運行并把結果存在報告、圖表中，為決策者提供視覺上的決策支持。應用Flexsim仿真環境建立大型立體倉庫的仿真模型，可以清楚直觀的得到仿真數據，并對數據進行分析，優化資源配。

（一）Flexsim在物流系統中的應用范圍

1．物流行業資產項目評估；

2．物流行業有規律地運行模型，測試生產計劃；

3．物流行業更改提案評估；

4．物流行業更改管理。

（二）以下的四幅圖為某廠的生產線模型局部

通過FLEXSIM的建模，工廠解決了裝箱、稱重和包裝生產線的平衡問題。Flexsim的模型使工廠形象直觀的看到了解決問題的辦法和結果。生產力分析，人事配備，瓶頸問題，設備的使用率，在制品分析，生產計劃安排等都能一一實現仿真模擬。從而為工廠決策給出了重要證據。

Flexsim有非常強大的圖表分析能力，它不像其他軟件那樣，模型和數據分析分開實現。而是可以同時在3D模型里表現出來。如左圖，當給模型賦予一定的實際數據和指標并且運行以后，工廠的生產情況就直接在模型模擬的過程中，動態的表現出來了。

六、物流仿真技術的發展趨勢

仿真技術在很多發達國家發展很快，一些大型的國際企業，甚至當地的中小型企業都已經采用了該項技術，并在應用中取得了很好的效果。在我國，集成化物流規劃設計仿真技術的研發目前還處在起步階段，從2001年開始，山東大學和同濟大學開始了相關領域的預研工作，但目前還未見到研發出的實際產品。很多企業對于該項技術的特點還不十分了解。仿真技術在國內的發展，還需時日。

從物流仿真技術的整體情況來看，有著如下的一些發展趨勢：

（一）目前，各個領域的新技術不斷發展完善，如面向對象技術、動畫技術、人工智能技術等，這些技術的更新發展為仿真系統的軟件發展起到了很好的推動作用。

（二）隨著物流供需鏈的發展，使得物理上供應鏈的分布越來越分散，越來越網絡化，這使得仿真建模不能僅僅局限在定點，靜態的方式下，需要網絡化的發展，Internet 條件下的供需鏈建模和仿真的研究已經迫在眉睫。

（三）供需鏈管理目前正朝著優化和協同兩個方向發展，由此帶動了供需鏈系統建模技術的日益完善。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的優化技術。相信這項技術的發展很快就會越發成熟。

隨著計算機技術的發展和新的制造技術、制造系統的產生，計算機仿真技術將被更廣泛地應用到物流系統設計、規劃的研究當中，并取得更多成果。

參考文獻：

[1]任常銳，供需鏈仿真技術的發展現狀與趨勢[J].算機集成制造系統CIMS，2004(2).

[2]康鳳舉，現代仿真技術與應用[M].國防工業出版社，2001(9).