物流系统工程

物流系统工程LogisticsSystemEngineering主讲教师：李霞Email:[e-mail]电话：2780998（内线0998）管理学院工业工程系物流系统工程——物流系统工程概论2《物流系统工程》课程工业工程专业的专业课：48学时3学分考查课（考勤、平时作业、期末测试）本课程的先修课程：《物流学》或《物流管理》《系统工程》或《运筹学》《管理学》《生产运作管理》绪论物流系统工程——物流系统工程概论3课程内容本课程以系统工程和现代物流学的理论和方法为基础，论述了物流系统工程的基本方法和内容。主要内容包括：物流系统的特征、构成要素及要素的集成等基本问题；物流系统分析与建模；物流系统的需求预测；物流系统的规划（物流网络规划和运输系统的规划）；物流系统的仿真以及物流系统的综合评价与决策等。课程目标要求理解物流系统工程的概念、特征、物流系统的要素以及物流系统建模、预测和评价决策的方法。能够运用物流系统工程的有关方法来解决实际存在的物流问题。绪论物流系统工程——物流系统工程概论4《物流系统工程》目录第1章系统的基本原理第2章系统工程的基础概述第3章物流系统概述第4章物流系统分析第5章物流系统建模第6章物流系统需求预测第7章物流系统规划第8章运输及配送路线的优化第9章物流系统仿真第10章物流系统综合评价第11章物流系统决策绪论物流系统工程——物流系统工程概论5教材《物流系统工程》王长琼主编高等教育出版社，2007参考书目《物流系统工程》周溪召等编著，上海财经大学出版社，2003《物流系统工程》王长琼编著，中国物资出版社，2009《物流系统工程》丁立言，张铎编著，清华大学出版社，2000《物流工程》齐二石主编，中国科学技术出版社，2004绪论第一章物流系统工程概论教学内容系统系统工程物流系统工程物流系统工程——物流系统工程概论7§1.1系统与系统工程一.系统1．系统的定义“系统”一词来源于拉丁语:systema。有“群体”、“集合”之意。1937年，奥地利理论生物学家冯·贝塔朗菲提出：“系统是相互作用的诸要素的综合体”，第一次将系统作为一个科学概念进行研究。针对不同的研究领域，对系统有不同的定义（目前40多个）我国科学家钱学森对系统的定义是：系统是由相互作用和相互依赖的若干组成部分结合而成，具有特定功能的有机整体，而且这个整体又是它所从属的更大的系统的组成部分。即：系统是同类或相关事物按一定的内在联系组成的整体，具有一定的目的和功能。物流系统工程——物流系统工程概论82.系统的三要素输入、处理、输出是组成系统的三个要素。§1.1系统与系统工程输入输出组成3组成1组成5组成4组成2组成6社会环境自然环境国际环境经济环境政治环境系统的构成物流系统工程——物流系统工程概论93.系统的分类自然系统和人造系统自然系统是自然物等形成的系统。人造系统是人类为达到所需要的目的，由人类设计和建造的系统。实体系统和概念系统实体系统是以矿物、生物、能源、机械等实体组成的系统。概念系统是由概念、原理、方法、制度、程序等观念性的非物质实体所组成的系统。封闭系统与开放系统封闭系统是指与外界环境不发生任何形式交换的系统。开放系统是指系统内部与外部环境有能量、物质和信息交换的系统。静态系统和动态系统静态系统是其固有状态参数不随时间变化的系统。动态系统是系统状态变量随时间而改变的系统。§1.1系统与系统工程物流系统工程——物流系统工程概论104.系统的特征集合性：由两个或两个以上相互区别的要素构成，单个要素不构成系统。整体性：系统整体不等于各元素之和，即非加和原则，1+1不等于2。整体小于各组成元素之和，即1+12整体大于各组成元素之和，即1+12相关性：组成系统的各元素相互联系、相互作用、相互影响。目的性：系统有明确的目的和目标。环境适应性：系统适应环境的能力，任何系统都存在于环境之中。动态性：系统的发展是一个有方向的动态过程（运动是永恒的）§1.1系统与系统工程物流系统工程——物流系统工程概论11二.系统工程1.系统工程的定义“系统工程”这个词来源于英文“SystemEngineering”。系统工程主要提供一套现代化的管理方法，同时也能够促进工程活动本身获得最佳效果系统工程在不同的学科有多种不同的定义，代表性的定义有美国著名学者切斯纳（H.Chestnut）：系统工程按照各个目标进行权衡，全面求得最优解（满意解），并使各组成部分能够最大限度的相互适应。日本工业标准“运筹学术语”中指出：系统工程是为了更好地达到系统目标，而对系统的构成要素、组织结构、信息流动和控制机制等进行分析和设计的技术。我国的定义：系统工程就是用科学的方法组织管理系统的规划、研究、设计、制造、试验和使用，规划和组织人力、物力、财力，通过最优途径的选择，使工作在一定期限内收到最合理、最经济、最有效的成果。该定义有三层含义：组织和管理的技术解决工程活动全过程的技术这种技术具有普遍性§1.1系统与系统工程物流系统工程——物流系统工程概论122.系统工程的特征普遍性系统工程不限于某一特定的研究对象，各种自然的、社会的系统都可以做为它的研究对象全局最优性系统工程着眼于系统的整体状态和过程，而不拘泥于局部的、个别的部分，以系统整体的最佳为目标。相关性系统工程与所处的环境和条件密切相关，离不开事物本来的性质与特征。§1.1系统与系统工程物流系统工程——物流系统工程概论133.系统工程的基础理论一般系统论和大系统理论大系统：规模庞大、结构复杂、环节层次较多、目标多、影响因素众多等。旧三论：信息论、控制论、运筹学新三论：耗散结构理论、突变论、协同学经济控制论用控制论的科学方法分析经济过程，建立经济学模型。运筹学主要分支有规划论、对策论、库存论、决策论、排队论、可靠性理论、网络理论等§1.1系统与系统工程物流系统工程——物流系统工程概论144.系统工程方法论含义：是指运用系统工程研究问题的一套程序化方法，也就是为了达到系统的预期目标，运用系统工程思想及其技术内容解决问题的工作步骤。（1）系统工程方法论的基本原则系统整体性原则不能从系统的局部得出有关系统整体的结论；子系统的目标必须服从于系统整体的目标；从优化系统出发开展各子系统之间的活动；从总体协调的需要来确定最佳方案。系统有序相关原则系统目标优化原则系统动态性原则系统分解与综合原则系统创造思维原则§1.1系统与系统工程物流系统工程——物流系统工程概论15§1.1系统与系统工程（2）三维结构方法论三维结构方法论是一种适应面较宽、供不同系统参考的程序基本模型和统一思想方法1969年，美国贝尔研究所霍尔(A.D.Hall)提出了系统工程三维结构体系，它是由时间维、逻辑维和知识维组成的立体空间结构。特点是强调明确目标，核心内容是模型化和定量化。物流系统工程——物流系统工程概论16系统工程的三维结构体系逻辑维知识维环境科学社会科学工程技术计算机科学管理科学经济法律运筹阶段分析阶段拟定方案规划阶段运行阶段更新阶段系统实施阶段明确问题指标设计系统综合系统分析系统优化系统决策实施计划物流系统工程——物流系统工程概论17（3）软系统方法论英国兰卡斯特大学切克兰德(P.Checkland)提出了软系统方法论，其核心不是“最优化”，而是进行“比较”，强调找出可行满意的结果，是一个“学习”的过程。§1.1系统与系统工程物流系统工程——物流系统工程概论18（4）兰德方法论（系统分析方法论）美国兰德公司自1947年成立以后，主要为战后美国空军的发展战略提供咨询服务。后来逐渐扩大了工作范围，在长期经验积累的基础上，创立了系统分析方法论。§1.1系统与系统工程系统分析的重要内容，包括系统功能分析、结构分析和环境分析。•系统功能分析•系统结构分析•系统环境分析物流系统工程——物流系统工程概论19一.物流系统工程涵义：在物流管理中，从物流系统的整体利益出发，把物流与信息流融为一体看作一个系统，把生产、流通和消费全过程看作一个整体，运用系统工程的理论和方法进行物流系统的规划、设计、管理和控制等并选择最优方案。以尽可能低的物流费用、尽可能高的物流效率、良好的顾客服务，达到提高社会经济效益和企业经济效益目的的综合性组织管理活动。§1.2物流系统工程物流系统工程——物流系统工程概论20二.物流系统工程理论和方法基础1.物流系统工程的基本原理就是以物流系统为特定的研究对象，把要组织管理的物流对象经过分析、推理、判断、综合、建立某种系统模型，用最优化方法，实现系统最满意的结果。即经过系统工程技术的处理，使物流系统达到以下目标：技术上先进经济上合算时间上节省能协调运行2.物流系统工程的理论和方法基础运筹学经济控制论大系统理论（协同论和耗散结构理论）系统动力学§1.2物流系统工程物流系统工程——物流系统工程概论21三.物流系统工程的常用技术和手段1．模型化技术系统模型是对实际系统的描述、模仿或抽象。模型化就是通过说明系统结构和行为的数学方程、图像或物理形式表达系统实体的一种科学方法。采用模型化技术，经过恰当的抽象、加工、逻辑整理，能够把复杂物流系统变成可以准确分析和处理的结构形式，有利于得到准确的结论。模型分为实体模型、图示模型和数学模型。§1.2物流系统工程物流系统工程——物流系统工程概论222．系统最优化技术就是在—定的约束条件下，求出使目标函数为最大(或最小)的解。物流系统工程的基本思想是整体优化的思想，在外界环境约束条件下，要正确处理好众多因素之间的关系，必须采用系统优化技术，否则难以得到满意结果。常用的物流系统优化方法有：(1)数学规划法。(2)动态规划法。(3)探索法。(4)分割法。物流系统的目标函数是在一定条件下，达到物流总费用最省、顾客服务水平最好、全社会经济效益最高的综合目标。3.网络技术网络技术即利用网络模型来“模拟”物流系统的全过程。主要是以工作所需的时间为基础，用表达工作之间相互联系的“网络图”来反映整个系统的全貌，并指出影响全局的关键所在。从而对整体系统做出切实可行的全面规划和安排。§1.2物流系统工程物流系统工程——物流系统工程概论234.分解协调技术用“分解—协调”方法对系统的各方面进行协调与平衡，处理系统内外的各种矛盾和关系，使系统能在矛盾中不断调节，处于相对稳定的平衡状态，充分发挥系统的功能。所谓分解，就是先将复杂的大系统，分解为若干相对简单的子系统，以便运用通常的方法进行分析和综合。其基本思路是先实现各子系统的局部优化，再根据总系统的总任务、总目标，使各子系统相互“协调”配合，实现总系统的全局优化。所谓协调，就是根据大系统的总任务、总目标的要求，使各分系统相互协调配合，在各子系统局部优化的基础上，通过协调控制，实现大系统的全局最优化。§1.2物流系统工程物流系统工程——物流系统工程概论245.仿真技术对物流系统进行有效地研究，最重要的是要抓住作为系统对象的数量特性，建立系统模型。系统模型就是由实体系统经过变换而得到的一个映象，是对系统的描述、模仿或抽象。具有因果关系、特征、共性。系统模型可以用数学方程、图像以及物理的形式来表达。仿真的目标在于建立一个既能满足用户要求的服务质量，又能使物流费用最小的物流网络系统。仿真技术在物流系统工程中应用较广，已初见成效。除上述方法外，预测、决策论和排队论等技术方法也较广泛地应用于物流系统的研究中。§1.2物流系统工程物流系统工程——物流系统工程概论25四、物流系统工程的主要内容物流系统的要素分析包括：物流系统流动要素、功能要素、信息要素的分析以及要素集成的分析。物流系统的分析与建模包括：物流系统目的的分析、物流系统结构的分析、物流系统模型的建立原则和步骤。§1.2物流系统工程物流系统工程——物流系统工程概论26物流系统的预测包括：物流系统预测的特征、物流系统预测的常用方法等。如delphi法、时间序列预测、回归分析预测、马尔