計(jì)算機(jī)仿真軟件模擬物流系統(tǒng)研究

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摘要：現(xiàn)如今，伴隨著我國計(jì)算機(jī)相關(guān)技術(shù)的不斷成熟，計(jì)算機(jī)仿真軟件的應(yīng)用范圍也越來越廣泛，據(jù)統(tǒng)計(jì)，使用計(jì)算機(jī)仿真軟件進(jìn)行物流系統(tǒng)的模擬能夠有效減少總投資，但這方面的技術(shù)在我國尚未得到有效應(yīng)用?，F(xiàn)就筆者觀點(diǎn)，根據(jù)我國物流系統(tǒng)發(fā)展實(shí)例進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真軟件的應(yīng)用研究。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)技術(shù)；仿真軟件；物流系統(tǒng)

引言

現(xiàn)階段，我國在物流系統(tǒng)方面的發(fā)展正逐漸步入高速時(shí)期。由于網(wǎng)絡(luò)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，網(wǎng)上購物的便利性以及現(xiàn)階段我國基礎(chǔ)建設(shè)發(fā)展的需求，物流系統(tǒng)在我國資源運(yùn)輸方面正扮演著越來越重要的角色。在這一大環(huán)境下，為實(shí)現(xiàn)當(dāng)下我國對(duì)物流系統(tǒng)高效高速的需求，物流系統(tǒng)的內(nèi)部環(huán)境正在變得越來越復(fù)雜，相關(guān)的建設(shè)改革手段也變得越來越難進(jìn)行。因此，以計(jì)算機(jī)軟件為載體的計(jì)算機(jī)仿真軟件就應(yīng)運(yùn)而生了。物流仿真技術(shù)借助了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等當(dāng)下較為發(fā)展完善的智能技術(shù)，對(duì)物流系統(tǒng)進(jìn)行了實(shí)際模仿。利用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)物流系統(tǒng)進(jìn)行模擬，能夠避免傳統(tǒng)模擬技術(shù)建立物理模型的大量投資，且在精確計(jì)算和驗(yàn)證分析方面相比于傳統(tǒng)模擬技術(shù)更加具有優(yōu)勢(shì)。根據(jù)物流企事業(yè)單位建立起的計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)能夠直觀有效的提供生產(chǎn)系統(tǒng)的生產(chǎn)量,確定瓶頸位置,報(bào)告資源利用率。因此決策者建立物流系統(tǒng)時(shí)進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)的應(yīng)用能夠有效降低成本。本文就筆者觀點(diǎn)，重點(diǎn)對(duì)現(xiàn)階段國內(nèi)外計(jì)算機(jī)物流仿真軟件的應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行分析，旨在為我國計(jì)算機(jī)物流仿真技術(shù)的提升做出幫助。

一、計(jì)算機(jī)模擬仿真技術(shù)

（一）計(jì)算機(jī)模擬仿真過程

計(jì)算機(jī)模擬仿真技術(shù)，即上文中所說的使用計(jì)算機(jī)軟件對(duì)目標(biāo)進(jìn)行分析及模擬運(yùn)算的相關(guān)技術(shù)手段。現(xiàn)階段的計(jì)算機(jī)模擬仿真過程中主要涉及系統(tǒng)、目標(biāo)模型以及計(jì)算機(jī)三大模擬仿真要素。其中目標(biāo)模型的建立以及計(jì)算機(jī)相關(guān)技術(shù)都服務(wù)于系統(tǒng)。模擬仿真過程中的系統(tǒng)并不同于其他類型技術(shù)中的系統(tǒng)，其建立在模擬目標(biāo)的系統(tǒng)流程之上。例如在對(duì)物流系統(tǒng)進(jìn)行模擬仿真時(shí)，系統(tǒng)就由物流系統(tǒng)中物料的運(yùn)輸、與存儲(chǔ)的動(dòng)態(tài)過程和各種運(yùn)輸設(shè)備以及運(yùn)輸路線等元素構(gòu)成的.計(jì)算機(jī)模擬仿真技術(shù)會(huì)通過對(duì)建立的系統(tǒng)中存在的各項(xiàng)因素進(jìn)行分析，進(jìn)而對(duì)物流系統(tǒng)中所有涉及物流運(yùn)輸?shù)脑剡M(jìn)行仿真算法，并建立組織模型，逐漸的形成了物流系統(tǒng)模擬現(xiàn)實(shí)的整個(gè)過程。在進(jìn)行計(jì)算機(jī)軟件模擬技術(shù)時(shí)，還應(yīng)對(duì)模擬過程中存在的相關(guān)因素進(jìn)行歸納分析，以確保構(gòu)建出的模擬系統(tǒng)科學(xué)完整。例如模擬過程中的設(shè)備利用率、運(yùn)輸路線的走向以及物料搬運(yùn)系統(tǒng)的流動(dòng)周期、物流系統(tǒng)的實(shí)施微調(diào)整因素等。如果在計(jì)算機(jī)模擬軟件中各項(xiàng)因素均得到了相關(guān)參考，且不存在對(duì)系統(tǒng)造成影響的無關(guān)變量，則可以確定完整的物流模擬仿真系統(tǒng)構(gòu)建完畢。

（二）仿真數(shù)學(xué)模型的建立

仿真模型的建立，將直接影響到計(jì)算機(jī)仿真軟件的模擬計(jì)算能否得到與實(shí)際情況無較大出入的預(yù)期結(jié)果。因此在物流系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)仿真軟件模擬中，利用QSIM算法以模擬出最為系統(tǒng)和理論化的應(yīng)用常量及變量，能夠?yàn)檎w模擬環(huán)境的展開提供一個(gè)良好的數(shù)學(xué)運(yùn)算基礎(chǔ)。QSIM算法能夠?yàn)檎w模擬運(yùn)算提供較為良好的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)的原因就在于其理論系統(tǒng)的建立較為牢固可靠。

二、計(jì)算機(jī)模擬仿真技術(shù)的物流系統(tǒng)

（一）計(jì)算機(jī)模擬仿真技術(shù)的類型

現(xiàn)如今，我國在計(jì)算機(jī)模擬仿真技術(shù)中主要存在著三種正在進(jìn)行相關(guān)應(yīng)用的仿真技術(shù)類型，即連續(xù)系統(tǒng)仿真、混合系統(tǒng)仿真以及離散型系統(tǒng)仿真。其中離散系統(tǒng)仿真耗時(shí)短、投資小且應(yīng)用較為簡(jiǎn)便，因而在我國的物流計(jì)算機(jī)仿真軟件中得到了廣泛的使用。在物流系統(tǒng)中，核心競(jìng)爭(zhēng)力就在于對(duì)時(shí)間的利用。物流體系中耗時(shí)的長短能夠直接左右物流系統(tǒng)整體的工作效率，因而離散系統(tǒng)仿真利用了時(shí)間推進(jìn)以及事件調(diào)度，進(jìn)而對(duì)整個(gè)物流系統(tǒng)體系進(jìn)行了實(shí)際物流動(dòng)態(tài)過程的整體模擬，從而實(shí)現(xiàn)了軟件模擬以及實(shí)際物流相結(jié)合的模擬方式達(dá)成。

（二）計(jì)算機(jī)仿真軟件模擬技術(shù)如何應(yīng)用于物流系統(tǒng)

計(jì)算機(jī)仿真軟件模擬技術(shù)作為對(duì)實(shí)際物流系統(tǒng)的實(shí)時(shí)分析以及整體監(jiān)控，目前在整體物流系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用中普遍參考著以下方式。1、建立數(shù)學(xué)模型計(jì)算機(jī)模擬仿真模型建立于實(shí)際物流自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)中，是一套非常智能的模擬仿真系統(tǒng)。因而在整體系統(tǒng)的模擬中，需要特別注意對(duì)系統(tǒng)結(jié)果的反饋程度。因此在模擬軟件系統(tǒng)的建立中，需要對(duì)所模擬系統(tǒng)的整體進(jìn)行較為精細(xì)化的還原，對(duì)系統(tǒng)中設(shè)備運(yùn)行參數(shù)、實(shí)際物流運(yùn)行狀態(tài)的數(shù)據(jù)都進(jìn)行完整的收集及運(yùn)算，確保數(shù)學(xué)模型建立的完整性及科學(xué)性。2、編寫程序根據(jù)收集完畢的數(shù)據(jù)以及當(dāng)前系統(tǒng)的完整程度，對(duì)計(jì)算機(jī)模擬軟件的程序進(jìn)行編寫。編寫過程中應(yīng)當(dāng)注意程序的邏輯控制，避免程序執(zhí)行時(shí)出現(xiàn)錯(cuò)誤。同時(shí)在程序的實(shí)際編寫階段中應(yīng)注重對(duì)模擬系統(tǒng)實(shí)際需求的參照，根據(jù)所模擬物流系統(tǒng)存在的特性，根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行具體分析。在避免了程序出現(xiàn)不必要功能的同時(shí)縮短了計(jì)算機(jī)仿真軟件模擬過程的時(shí)間。3、運(yùn)行仿真系統(tǒng)的建立在模擬系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型建立完成以及系統(tǒng)編寫完畢后，就需要建立仿真系統(tǒng)。建立仿真系統(tǒng)要按照物流自動(dòng)化系統(tǒng)的預(yù)計(jì)流量和物料輸出的頻率來確定，因此在仿真系統(tǒng)的運(yùn)行階段，系統(tǒng)不僅會(huì)對(duì)整個(gè)模擬系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)分析與優(yōu)化，且在系統(tǒng)運(yùn)行匯總時(shí)還能夠針對(duì)物流系數(shù)的變化實(shí)現(xiàn)自身的實(shí)時(shí)變化，進(jìn)而根據(jù)實(shí)際過程中出現(xiàn)的變化進(jìn)行系統(tǒng)自身的調(diào)整。

（三）計(jì)算機(jī)模擬仿真技術(shù)在物流自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的優(yōu)點(diǎn)

目前，由于物流系統(tǒng)的復(fù)雜性以及物流程序進(jìn)行傳統(tǒng)模擬的困難性，使用計(jì)算機(jī)仿真軟件物流模擬技術(shù)進(jìn)行模擬無疑對(duì)我國物流企事業(yè)單位進(jìn)行模擬帶來了極大便利，且由于其具有高效性和實(shí)用性，因此計(jì)算機(jī)仿真軟件物流模擬目前最有優(yōu)勢(shì)的物流系統(tǒng)規(guī)劃方案。與傳統(tǒng)物流模擬技術(shù)相比，計(jì)算機(jī)仿真軟件模擬技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)在于：一，由于在物流模擬過程中是由軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)的相關(guān)操作，因而在方案的評(píng)估階段能夠有效的避免過多的主管參與，能夠更加包容的進(jìn)行相關(guān)模擬技術(shù)的實(shí)現(xiàn)，進(jìn)而在評(píng)價(jià)過程中做到定量性以及客觀性。二，由于在進(jìn)行系統(tǒng)化模擬之前計(jì)算機(jī)仿真軟件中收錄了目標(biāo)物流系統(tǒng)的全部參數(shù)，因此在該物流系統(tǒng)的模擬過程中能夠?qū)θ壳闆r進(jìn)行相關(guān)分析，甚至對(duì)人員、機(jī)械設(shè)備的利用效率都可以做出相關(guān)分析，是一套全面性的系統(tǒng)。三，由于仿真軟件并非以一次性為目的的設(shè)計(jì)產(chǎn)物，因此在其實(shí)際應(yīng)用中根據(jù)物流系統(tǒng)數(shù)據(jù)的實(shí)際變換不需要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行再設(shè)計(jì)，模擬仿真的最大優(yōu)勢(shì)能夠得以體現(xiàn)，通過數(shù)據(jù)來分析真實(shí)物流系統(tǒng)中可能遇到的困難只有仿真實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蜃龅健?/p>

三、計(jì)算機(jī)仿真軟件模擬物流系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用

現(xiàn)階段，我國在計(jì)算機(jī)模擬物流的相關(guān)技術(shù)方面正處于脫離起步期，正在進(jìn)行著發(fā)展速度的提升。就計(jì)算機(jī)仿真軟件的應(yīng)用而言，當(dāng)前在實(shí)際應(yīng)用的案例方面主要表現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：

（一）港口物流系統(tǒng)

計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)在港口物流系統(tǒng)中的應(yīng)用主要是船舶泊位設(shè)計(jì)、貨柜堆場(chǎng)設(shè)計(jì)、裝運(yùn)搬卸工藝設(shè)計(jì)等等。在港口物流中，由于涉及的船舶型號(hào)、種類、編號(hào)以及載貨量、貨物的種類等方面都存在著較大的數(shù)據(jù)量以及較為龐大的數(shù)據(jù)系統(tǒng)，因而計(jì)算機(jī)仿真軟件在港口物流系統(tǒng)的模擬中能夠幫助港口物流較為科學(xué)合理的進(jìn)行資源分配。在港口物流中進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真軟件模擬的應(yīng)用另一大作用，還表現(xiàn)在港口物流工作作業(yè)中進(jìn)行車輛作業(yè)路線、港口生產(chǎn)調(diào)度等作業(yè)時(shí)實(shí)現(xiàn)港口物流的實(shí)時(shí)化，通過物流系統(tǒng)的實(shí)時(shí)分析及最終從而達(dá)到節(jié)約物流總時(shí)間及總工作成本的目的，并能加強(qiáng)對(duì)物流系統(tǒng)性能的數(shù)據(jù)分析工作，進(jìn)而為港口物流的工作提供最優(yōu)方案。

（二）自動(dòng)化立體倉庫

作為現(xiàn)代物流作業(yè)的一大分支，自動(dòng)化立體倉庫與其他物流分支類似，同樣具有著較為龐大的工作量以及較為繁復(fù)的工作流程。因此，在自動(dòng)化立體倉庫物流中進(jìn)行管理和優(yōu)化水平能夠提高整個(gè)物流環(huán)節(jié)的效能。自動(dòng)化立體倉庫包括立體貨架、出入庫托盤輸送機(jī)、通訊系統(tǒng)、有軌巷道堆垛機(jī)、尺寸檢測(cè)條碼閱讀系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、調(diào)節(jié)平臺(tái)、架配電柜等。由于計(jì)算機(jī)仿真軟件模擬的真實(shí)性，因而在自動(dòng)化倉庫物流中進(jìn)行相關(guān)模擬工作有助于倉庫作業(yè)較為繁復(fù)的流程得到簡(jiǎn)潔化的表現(xiàn)，在管理人員進(jìn)行倉庫的整理工作以及相關(guān)管理中，對(duì)現(xiàn)實(shí)情境的模擬能夠更好的實(shí)現(xiàn)對(duì)倉庫物流的統(tǒng)計(jì)，從而進(jìn)行全方面的快捷管理。

四、國內(nèi)物流仿真軟件應(yīng)用分析

現(xiàn)如今我國在相關(guān)計(jì)算機(jī)仿真軟件的使用中正借鑒著國外在計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)方面的經(jīng)驗(yàn)，其中使用的主要軟件有AutoMod、Witness、Arena、Flexsim、ShowFlow等專業(yè)性仿真軟件。

（一）AutoMod

作為國內(nèi)離散事件系統(tǒng)仿真軟件中相對(duì)功能較為完善的一款計(jì)算機(jī)模擬物流軟件，AutoMod在工作中能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)制造系統(tǒng)、港口、車站、配送中心、自動(dòng)化倉庫、企業(yè)內(nèi)部物流等多種情況下的物流模擬。該軟件具有著精確三維建模功能，在功能方面具有著實(shí)現(xiàn)虛擬現(xiàn)實(shí)建模功能，且在物料操作中能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)物流系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，即在參數(shù)發(fā)生變化時(shí)能夠進(jìn)行持續(xù)化的模擬。就仿真策略來看，AotoMod主要著重于進(jìn)程交互方面，是應(yīng)用范圍較廣的一個(gè)模擬仿真軟件。AutoMod軟件中包括著三大模塊，用于給用戶提供基于不同類型物流管理系統(tǒng)而進(jìn)行分類劃分的分析工具，在建模階段流程較為繁瑣。此軟件在進(jìn)行作業(yè)流程時(shí)，需要使用編程語言進(jìn)行相關(guān)指令的輸送，但在于功能性全面。如果對(duì)該軟件能夠進(jìn)行靈活運(yùn)用則能夠?qū)崿F(xiàn)其他軟件難以實(shí)現(xiàn)的高難度仿真。

（二）Witness

作為上文中所提到的離散型系統(tǒng)仿真相關(guān)軟件，Witness相對(duì)于其他同類型軟件而言的優(yōu)勢(shì)在于，其采用的仿真原理是離散系統(tǒng)生產(chǎn)線仿真器，因此在硬件需求上需求較低，不需要像其他計(jì)算機(jī)仿真軟件一樣需要較為大型的集成計(jì)算機(jī)作為技術(shù)依賴，因而在家用電子計(jì)算機(jī)或個(gè)人計(jì)算機(jī)上就可以實(shí)現(xiàn)該軟件的運(yùn)行。且在硬件需求不高的同時(shí)，該軟件同時(shí)還具有著基本需求的仿真模擬功能。同時(shí)作為應(yīng)用能力拓展，該軟件同時(shí)具有著三維立體顯示功能。因此作為使用條件較低的仿真模擬軟件，由于其適用范圍廣泛性而得到了計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)應(yīng)用受眾的一致好評(píng)。

（三）ArenaArena

能夠有效的解決計(jì)算機(jī)仿真與可視化的有機(jī)集成，其應(yīng)用范圍極廣，包含可視化仿真技術(shù)所能夠運(yùn)用的幾乎全部領(lǐng)域。而在物流方面上，Arena能夠運(yùn)用在整個(gè)價(jià)值鏈當(dāng)中，從商品的供應(yīng)到客戶的配送，其中包括庫房管理、分銷物流、客戶服務(wù)等，都能夠起到重要的作用。

（四）FlexsimFlexsim

主要應(yīng)用在系統(tǒng)的仿真和建模，或是業(yè)務(wù)流程的可視化方向。Flexsim中的各項(xiàng)數(shù)據(jù)直觀的反映出了各種現(xiàn)實(shí)事物的數(shù)據(jù)，例如包裝箱、車輛、人員等。通過利用Flexsim的層級(jí)結(jié)構(gòu)，可以有效的優(yōu)化系統(tǒng)內(nèi)部的組織結(jié)構(gòu)，提升工作效率。

結(jié)語

基于計(jì)算機(jī)仿真軟件的物流系統(tǒng)模擬技術(shù)，作為能夠?qū)崿F(xiàn)物流企業(yè)長期運(yùn)作的一項(xiàng)基礎(chǔ)保障，能夠?qū)ξ锪飨到y(tǒng)的運(yùn)行進(jìn)行簡(jiǎn)化，使得物流過程更加直觀化，且對(duì)于物流系統(tǒng)的管理存在著一定積極意義。因此在物流管理中對(duì)仿真軟件的相關(guān)應(yīng)用，還需要相關(guān)管理者在實(shí)際應(yīng)用時(shí)進(jìn)行相關(guān)層面經(jīng)驗(yàn)的豐富，進(jìn)而真正的實(shí)現(xiàn)對(duì)企業(yè)實(shí)際問題的解決。

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作者:王力鋒 楊華玲 楊浩雄 單位:江西農(nóng)業(yè)大學(xué)南昌商學(xué)院 北京工商大學(xué)商學(xué)院