物流系统仿真综述

李经世 李龙飞

【摘要】对物流系统仿真的相关研究领域进行评述，分析了物流中心的布局规划、货物存取和订单分拣及物流配送中心的选址、配送中心和零售商的库存管理策略径规划策略等方面研究的特色并介绍了其应用研究成果，对现有研究的不足进行了评述；分析了物流系统仿真优化方面的主要进展及存在的问题；提出了物流系统仿真的进一步发展方向。

【关键词】物流；系统；仿真

中图分类号：F27 文献标识码A： 文章编号：1006-0278（2014）05-102-01

一、物流系统仿真概况

物流系统是一个多因素、多目标的复杂系统，现代物流越来越强调物流的系统化、综合化，而物流系统大多是离散的、复杂的大系统，物流系统的整体优化是一个复杂的系统分析问题包含多约束多因素的影响。人们对复杂事物和复杂系统建立数学模型并进行求解的能力是有限的，目标函数和约束条件往往不能以明确的函数关系表达，或因函数带有随机参、变量，导致基于数学模型的优化方法在应用于实际生产时，有其局限性甚至不适用。基于仿真的优化方法正是在这样的背景下发展起来的。

仿真所建立的模型，完全是实际系统的映像。即它反映系统的物理特征、几何特征，又可以反映系统的逻辑特性。因此，对于各种复杂的物流系统，无论是线性的还是非线性的，无论是静态的还是动态的，都可以用仿真方法来研究。仿真技术在解决这类问题时有其独到的优势和特点，因此许多专家学者对物流系统仿真领域进行了大量的研究，以使得物流系统的价值潜力得到最大的发挥，提高企业的效率和利润。

二、物流中心的布局规划及库存仿真

在物流中心的布局规划、货物存取和订单分拣的研究方面，国内外许多学者做了相关研究，如LoonC.Tang等研究一个手工订单分拣系统的分批和存储分配策略，其中把订单分拣系统建模成一个带有分批和拣货的二级排队系统，推导出一批订单完成时间的均值和方差的边界和近似估计，并通过仿真的方法来评估此结果。此外还比较了物品存储分派采用平均分派和偏斜分派两种策略时的订单完成时间。M.Eric Johnson等采用SIMAN仿真语言对所要设计的Hewlett-Packard公司的北美新配送中心建模，建立了自动分拣系统，订单采集，大宗订单出货，再包装过程4个子模型，对每一个模型进行实验，得出最优结果，然后再结合成整个配送中心的仿真模型，并根据仿真结果设计了新的工作流程使分拣系统的效率比原来配送中心的提高了80%，订单采集效率提高了60%，为中心的设计提供了指导性的意见，极大地加速了配送中心的建设。Sadan Kulturel等采用计算机仿真的方法对配送中心的ASRS的库存分派策略进行了研究。分析了一些参数的敏感性，这些参数包括产品的种类数目，库存补货的交付周期和需求率，指出产品种类数对系统性能没有明显影响，而交付周期和需求率对系统性能的影响相似，这两个因素的增大都会使运行时间、货架利用率、服务水平等系统性能指标降低。

三、物流配送中心仿真

在物流配送中心的选址，配送中心和零售商的库存管理策略径规划策略等方面，国内外一些学者也做了初步研究，余峰等以HLA（High Level Architecture）为计算機仿真标准，对物流配送系统进行了建模仿真；在分析物流配送仿真系统的体系结构基础上，开发了仿真系统中的对象类、交互类以及联邦成员，设计了联邦运行的整个流程。整个物流配送仿真系统是一个联邦，由客户、配送中心、运输中心、仓库和供应商五个联邦成员组成，各联邦成员之间通过公布/订购对象属性和发送交互仿真了整个物流配送活动，得到了满意的配送方案。Sanjay L.Ahire等研究的是单一产品的SWMR（Single Warehouse Multi—Retailer）系统，其中零售商的库存管理采用（Q， r）策略，配送中心周期性的检查零售商的订货并进行配送。文章给出了一个近似的解析模型来预测系统在不同运作情况下的性能，并将其与仿真模型进行比较来检验解析模型预测结果的准确性。Taniguchi等提出了一个按时间窗的车辆路径规划问题和动态交通仿真的集成模型，这一模型包括两个子模型：一是货物承运商的有时间窗的车辆路径问题的模型；二是在城市道路网络中，集货/送货车辆和客车的动态交通仿真模型。周立新等针对某一第3方物流企业的具体案例，分析其物流项目的构成要素和物流需求，利用VB6.0设计开发了仿真程序，实现第3方物流企业运作中的仓库选址、库存策略和车辆配置等功能，通过对设计方案的运行效果分析，可为项目设计者提供重要的决策依据。刘岳昆、付振茹将物流配送中心布局规划理论和现代虚拟仿真技术相结合，通过对物流配送中心规划中的作业分析，提出利用Flexsim软件进行模拟仿真的方法，可为配送中心建设规划提供重要的决策依据。

四、总结：物流系统仿真的现状及研究趋势

系统仿真作为解决复杂物流系统问题的有效手段，已经广泛应用于生产物流系统、供应链及物流配送系统等研究领域，将合适的建模方法和仿真技术有效地进行结合，成为研究物流系统优化与仿真问题的主流手段，也是物流系统优化与仿真的主要发展方向；目前国内外学者在物流系统仿真优化方面也已经取得了一定的研究成果，但其进展比较缓慢，在解决物流系统问题时还存在算法效率不高、智能化程度不高、还没有解决大规模实际问题的能力等方面的缺陷；综合仿真环境己经成为物流系统仿真的主要工具。物流系统仿真应在分布式交互仿真、仿真优化方法、功能强大的仿真软件和工具的开发以及建模方法的集成等方面作进一步的研究。

参考文献：

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