物流系统设计与仿真

物流系统的设计与仿真工业工程—第六小组物流系统汇报人：潘志燕所谓物流系统是指在一定的时间和空间里，由所需输送的物料和包括有关设备、输送工具、仓储设备、人员以及通信联系等若干相互制约的动态要素构成的具有特定功能的有机整体。物流系统01企业物流流程图1）物流系统是一个大跨度系统，这反映在两个方面：一是地域跨度大；二是时间跨度大。2）物流系统稳定性较差而动态性较强。3）物流系统属于中间层次系统范围，本身具有可分性，可以分解成若干个子系统。4）物流系统的复杂性使系统结构要素间有非常强的背反现象，常称之为交替损益或效益背反现象，处理时稍有不慎就会出现系统总体恶化的结果。特点02模式03输入处理（转化）输出限制制约反馈1、运输功能2、仓储功能3、包装功能4、装卸搬运功能5、流通加工功能6、配送功能7、信息服务功能七大功能041.服务性（service）2.快捷性（speed）3.有效地利用面积和空间（spacesaving）4.规模适当化（scaleoptimization）5.库存控制（stockcontrol）物流系统----5S设计理念05物流系统的评价06物流系统评价内容综合评价及结果社会环境影响评价经济评价技术性能评价物流系统设计与仿真的意义汇报人：陆云鹏系统仿真是现代企业科学管理技术之一,是将对象系统模型化,把模型作为实验装置,用来分析已存在的或计划中系统的一种技术。系统仿真是工程师、经理和决策人对提出的关于操作、流程、或是动态系统的方案进行试验、评估、以及视觉化的工具。计算机仿真的特征是系统本身不必实装就可以进行实验。它在减少损失、节约开支、缩短开发周期、提高生产效率、提高产品质量等方面起着重要作用。系统仿真01不组装实际系统,利用计算机模型进行实验,可以在短时间、低成本下运行，而且不给现行系统带来任何中止或破坏的危险。系统仿真的意义02现实系统现实系统（改进）现实世界计划实验成本高时间长业务停止的可能性大改进方案仿真模型仿真世界计划实验成本低时间短业务不需停止模型化改进物流系统是由物流各要素组成且各要素之间存在着有机联系的综合体。物流系统是一个复杂系统，其复杂性主要源于物流系统诸要素的不确定性和系统要素间的相关性，而且随着系统要素不确定性和相关性的相互叠加，其复杂性进一步增强。物流系统的复杂性03物流设备及人员的配置、物流工程系统构成等等是一个空间、时间与随机变量交错的复杂课题，几乎不能用方程式、或简单的表计算来解开这些难题。而仿真技术对解开这些难题非常有效。经验+感觉+胆量设备配备工具/原材料存放位置半成品/产品存放位置搬运距离······订货时间作业时间故障/修理时间出货时间······订货时间和数量交货时间熟练人员比率故障率退货率······空间时间随机变量运用仿真技术可以使管理者从“经验+感觉+胆量”的管理模式中解脱出来。系统仿真方法是一种非解析方法。物流系统仿真（LogisticsSystemSimulation），就是借助计算机仿真技术，对物流系统建模并进行实验，得到各种动态活动及其过程的瞬间仿效记录，进而研究物流系统性能的方法。物流系统仿真是对真实系统的一种仿真活动,它作为一门新兴的技术，但已成为战略研究、系统分析、运筹统计、预测决策、宏观及微观管理等领域的有效工具。它对于物流管理的成功,具有十分重要的意义。物流系统仿真04物流系统仿真在物流管理中的意义051）物流系统仿真可极大降低运营成本，增加物流管理的灵活性2）物流系统仿真可减少投资，提高物流管理的工作效率3）物流系统仿真为物流管理的决策提供科学的数据和资料。4）物流系统仿真为选择最佳计划方案和最优决策提供充分的科学依据。5）可行性研究保证物流管理决策的战略性和科学性。瓶颈囗在哪?资源配置是否合理？等等问题可以通过动画功能可视化,以便沟通经营者、管理者和操作者之间的意见,加快决策速度。动画功能可视化瓶颈口问题的可视化仿真技术能解决的问题06◎引进新设备时的事先评价问题◎人员、设备的配置问题①引进何种设备？②多大性能的设备?③引进设备后的场地规划和人员怎样配置才能合理？④引进设备后瓶颈口能否解消？其它地方是否全成为新的瓶颈口？◎场地布局的评价问题◎工厂、仓库的规划设计◎工厂、仓库的容量/库存问题①需要扩建多大面积的仓库？②如何合理地配置新建配送中心的设备和人员？③已经有两套以上的方案、但不知怎样才能比较这些方案？◎作业工程计划的改善问题◎几乎所有涉及时间·空间和效率的关系问题①己有定性的认识，但如何才能进行定量分析？②如何在定量分析的基础上进行改进、评估？③作业方式选择的定量标准？在物流问题上的仿真技术应用案例07案例1：拣货区间和补充区间的库存量的比例关系1）客户：日用品配送中心。（2）目的：减少拣货区间的缺货次数，提高生产效率和空间利用率。（3）解决方法：建立计算机仿真模型，将订单等实际数据输入仿真模型，调整拣货区间的各个品种的库存量和补充点等参数，进行反复的仿真实验并进行比较。（4）结果：拣货区间的缺货率由3.4%减少到了0.6%；生产效率提高了60%；空间节约率为50%。案例2：引进新设备时的事先评价（1）客户：肉食品加工厂的配送中心。（2）目的：引进自动分拣传送带前，对其导入效果、引进后作业人员的配置应该怎样计划等问题进行予测和验证。（3）解决方法：建立计算机仿真模型，将订单等实际数据输入仿真模型，对多种自动分拣传送带进行仿真试验，求出合适的自动分拣传送带机种；然后在配置此机种的环境下，改变作业人员这个参数，进行反复仿真试验，求出其最佳配置人员数。（4）结果：求出了将引进的传送带的处理能力（1400箱/小时）和引进该设备后的作业人员数（14人）。案例3：作业方式的选择（1）客户：大型家电连锁企业的配送中心（2）目的：为了减少拣货差错和提高拣货效率，求出其成本低且合理的作业方式（3）解决方法：比较两种方案一是按品种集中拣货，然后由自动分拣传送带进行分货，二是DPS（电子标签）按出货单位一次分拣货的系统建立计算机仿真模型，分别进行仿真试验，求出各自系统的对应机种和所需数量，并分别计算出其购买成本。（4）结果：自动分拣传送带系统和DPS系统都能达到减少拣货差错和提高拣货效率的目的，但能满足现场要求的自动分拣传送带系统要比DPS系统贵将近2亿日元。决定采用DPS系统。企业生产物流系统设计研究汇报人：徐源岐企业物流系统的组成0102生产物流设计原则生产物流的功能模型设计03生产物流系统IDEFO图0405储存节点--物料储存模式分析储存节点--物料分类对节点设置影响0506物料搬运—SHA分析方法06物料搬运—物流装备选择托盘、集装袋(箱)07物流过程管理对每种物料形成物流卡：生产物流管理的统一规范性文件08物流量分析：为设施布局与规划提供参考车间之间的物流过程某车间输入与发出的物流统计基于排队论的建模与仿真汇报人：马芳CONTENTS概述1排队系统的构成2目标分析3排队系统中的建模与仿真案例4目录物流仿真是针对物流系统进行系统建模，并在电子计算机上编制相应应用程序，模拟实际物流系统运行状况，并统计和分析模拟结果，用以指导实际物流系统的规划设计与运作管理。物流仿真使用的建模方法有排队理论，Petri网，线性规划等。1.1概述0101排队论是研究离散系统中的随机现象和随机服务系统运行的数学理论，为运筹学的一个分支，又称随机服务系统理论。排队现象在生活中无处不在，排队论则为解决生活中的实际问题提供了相关理论基础。采用排队论这一理论基础，使得复杂的实际运输问题能够被排队模型描述出来，并能得到评价系统运营水平的指标和系统优化目标。1.2排队论的概念在众多排队系统中，顾客到达和接受服务的时间都是随机的，随着时间与条件的变化而变化。因而，排队系统在某一时刻的状态也是不可预知的。综上所述，排队现象的产生在生产生活中都是比较多见的。排队系统的模型如图2-1所示。2.1排队系统的模型022.2排队系统构成要素输入过程与到达模式排队规则等待制损失制混合制是指输入系统的动态实体（顾客）到达的一般规律，到达模式刻画了实体到达的统计特征。是指某一时刻可以服务不同实体的设备的数量。服务机构也具有一定的统计分布特征。服务机构服务机构023.1目标分析服务目标快速、及时目标节约目标库存调节目标规模化目标03排队系统的最优化问题是排队论研究的另一重要内容。排队系统的最优化可以分为静态最优（设计的最优）和动态最优（控制的最优）两种。静态最优是指在数据指标确定的前提下寻求系统最经济的设计，如设计一个最优的服务台个数、设计一个合适的系统容量等来使得系统费用最小，利润最大。动态最优化是一种动态的最优，是指对给定系统，如何控制使得系统达到最优的服务率，从而使目标函数达到最优值，本文正是属于动态最优化问题。图2-2可以说明在动态最优化中，系统的总费用受服务率的影响。3.2排队系统的优化问题033.3排队系统的评价指标解决排队问题的目的是研究排队系统运行的效率，估计服务质量，确定系统参数的最优值，以考察系统结构是否合理、设计研究改善措施等。因此，必须确定用以评价系统运行优劣的基本指标，通常包含以上指标：队长队列长逗留时间等待时间034.1物流仿真案例采用物流仿真软件完成结构件车间、装配车间的物流过程建模，包括车间内部、车间之间、以及公司内各供货地点到生产线上的物流，通过仿真分析是否存在通道堵塞、节拍不平衡、寻找瓶颈等状况，并提供改善建议。生产线物流方案产量估算瓶颈分析与改进04建模与仿真案例分析B？044.2港口物流动画演示我国目前很多货物都采用船运，那么如何高效快速的使得货物装卸呢？港口物流系统又是怎样的呢？接下来让我们看一个集装箱码头优化仿真的例子。基于RFID的冷链物流中心流程仿真汇报人：邱慧娟01物流中心仿真物流中心仿真不仅能够评估即将建立的物流中心方案的可行性，还能对已建立物流中心的人员及设备配置的合理性进行科学的评价，从而避免资金、人力和物力的浪费，提高物流中心的综合效益，为消除物流中心的运营瓶颈、挖掘其发展潜力提供科学合理的理论依据和决策支持。物流中心是一个离散的系统，用传统的方法很难准确的对其进行分析，而且通常需要很长的时间。采用仿真的方法对物流中心流程进行研究，是一种有效的分析方法。物流中心仿真步骤1、确定目标；2、系统调研，即对系统有全面的了解，能够详细的描述仿真对象，确认仿真目标及其范围；3、建立系统模型，离散事件系统仿真中的数学模型是一个实体的流程图；4、建立仿真模型，其中包括根据实际系统的特点确定模型结构和参数，确定使用软件；5、验证模型（如果有问题，则回到第二步重新开始），设置参数；6、运行模型，将系统的模型进行计算；7、仿真结果分析，对上步生成的结果进行分析，判定是否满足要求。冷物链物流中心应用RFID流程仿真模型02引进RFID技术作为承担信息载体，取代传统物流中心广泛应用的条形码技术，把信息写在放有货物的RFID标签上，托盘通过读写器时，不需要通过数据库，直接获取货物的全部信息，减少并缩短了出入库流程，给冷链物流中心带来更多的便捷和利益。从入库、盘点、出库三个作业流程及温度控制中对如何在冷链物流中应用RFID技术进行研究。基于RFID的入库作业流程及仿真模型应用条件：托盘上贴RFID标签；工作人员手持终端；低温存储区入口通道安装固定式读写器。当货物从生产车间到达时，验收人员利用手持终端快速向货物托盘的RFID标签中写入货物相关信息进行入库登记记录，同时储在仓库管理系统内；叉车进行搬运入库上架，叉车将装有货物的托盘运经低温存储区入口通道处时，固定读写器快速确认托盘上RFID标签的信息，及时传送到计算机终端，系统分配库位，将托盘送入指定库位，同时刷新货架RFID标签，在库货物信息将自动更新。THANKYOUSUCCESS2020/5/1348可编辑入库作业应用RFID后的流程图应用RFID的入库仿真模型基于RFID的在库管理盘点时，工作人员只需利用安装在库内的读写器或手持阅读器使可读取标签中的全部信息如品类、数量、保质期等，仓储管理系统对读取的信息与库存信