城乡连锁超市运输路线的仿真和优化

城乡连锁超市运输路线的仿真和优化 内容摘要 物流系统具有整体性，相关性的特点，系统内的环节相互影响，相互制约，在对一个物流系统进行决策或者分析的过程中，运筹学方法往往会遇到数据处理上的困难，随着计算机技术发展，仿真技术为系统研究带来了新的技术方法。 城乡连锁超市普遍存在着库存量小、需求与市区之间有差异的问题，在配送过程中往往采取小批量多批次的方式，车辆的往返频率较高。因此如何解决运输过程中的路线和车辆的不合理，成为此类运输系统的优化关键。复杂的系统需要执行大量的数据处理工作，而仿真软件适合此类系统问题的处理。 本文所进行的仿真应用研究，基于城乡连锁超市的建设背景，以运输网络系统的路线作为研究对象，使用Flexsim仿真软件作为研究工具，以探究整体物流系统的性能为目的，通过寻找系统瓶颈，对系统优化进行决策，最后提出了自己的一些见解和看法。 关键词:物流，仿真，优化，Flexsim，运输 中国最大的论文知识平台www.lwxiezuo.com simulation and optimization for transport networks of supermarket chain in urban and rural ABSTRACT Logistics system is Associated and integral ,links in logistics system is mutual constraints.It is difficult to make decision or do analysis for a logistics system by operations research methods when we have to deal a large number of data. Simulation Technology creates a new way to do system research with the develop of Computer technology. Supermarket chain in in urban and rural usually have a small stocks, different demand from supermarket in urban.It often use small quantities and Multi-batch distribution process and have a higher vehicle movement frequency. How to solve the unreasonable transit route and the vehicle use is the key to make this transport system optimization.Complex systems need to implement a large number of data processing, and simulation software is fit for such systems to deal with the problem. Simulation and application research in thesis based on the construct of supermarket chain in in urban and rural, focused on the transport network system,simulation software Flexsim is used as a research tool, in order to explore the performance of the logistics system and find the bottleneck of the system ,at last we make optimization decision for the system.At the end of the paper I express my idea and opinion. KEYWORDS:logistics,simulation, Optimization,Flexsim,transport 中国最大的论文知识平台www.lwxiezuo.com 正文目录 第一章 引言 _______________________________________________ 1 第一节 设计的思路和方法 _____________________________________________ 1 第二节 设计的目的和意义 _____________________________________________ 2 设计的内容 ___________________________________________________ 2 第三节 第二章 城乡连锁超市_______________________________________ 3 第一节 城乡连锁超市的发展现状 _______________________________________ 3 一、城乡连锁超市的背景 ______________________________________________ 3 二、城乡连锁超市的设计 ______________________________________________ 3 第二节 奉化城乡超市的发展 ___________________________________________ 4 一、奉化相关资料 ____________________________________________________ 4 二、奉化城乡超市存在的问题 __________________________________________ 5 第三章 仿真技术的发展与应用 ______________________________ 6 第一节 仿真技术 _____________________________________________________ 6 第二节 仿真软件 _____________________________________________________ 6 第四章 基于FLEXSIM的仿真和优化 __________________________ 9 第一节 FLEXSIM简介 _________________________________________________ 9 第二节 FLEXSIM的运输网络系统仿真优化思路 __________________________ 10 一、仿真优化过程中各类实体 _________________________________________ 10 二、运输网络系统的仿真优化流程 _____________________________________ 11 第三节 城乡连锁超市运输网路线的仿真优化 ____________________________ 14 一、初始数据 _______________________________________________________ 14 二、物流理论应用 ___________________________________________________ 15 第四节 FLEXSIM仿真建模 ____________________________________________ 15 一、初始模型 _______________________________________________________ 15 二、分拣模型 _______________________________________________________ 18 中国最大的论文知识平台www.lwxiezuo.com 三、路线优化模型 ___________________________________________________ 20 四、系统优化模型 ___________________________________________________ 21 第五章 结束语 ____________________________________________ 24 参考文献 _________________________________________________ 25 致 谢 ________________________________ 错误～未定义书签。28 中国最大的论文知识平台www.lwxiezuo.com 第一章 引言 第一节 设计的思路和方法 决策者在决策过程中往往会由于决策或者系统自身涉及内容的复杂性，多样性，使决策者在对其进行决策时，需要执行大量的数据处理工作，并且无法对此类决策采用同一类或者同一种方法进行建立或分析。 现实的大型决策在执行工作当中，也不可能总是采用调查或者取样试验的方法来判定决策的效果，各个环节同样不能完全把握设置的合理性，事故发生的可能性等。因此很多时候，仿真实验作为替代方法，利用仿真模型对决策或者运行系统进行多种“情景”的运行和分析。 仿真通过建立起仿真模型，模仿实际系统的运动状态及其随时间变化的过程，通过对仿真试验过程的观察和统计，得到被仿真系统的仿真输出参数和基本特性，估计和推断实际系统的真实参数和真实性能，使系统性能和长期的动态特性能在极短的时间内通过模型得到全面的实现，利用仿真技术可以解决许多复杂而无法用数学手段解析求解的问题。 本设计的思路和方法是:依靠计算机仿真技术的优势，通过对现实中建立系统进行过程分解再造，运用仿真软件Flexsim重新构建模型，运行模型，分析导出数据和 报告 软件系统测试报告下载sgs报告如何下载关于路面塌陷情况报告535n,sgs报告怎么下载竣工报告下载 ，对决策进行优化。 Flexsim作为知名的物流仿真软件，已经被CocaCola、DHL、西门子等国际著名企业品牌所使用。运用Flexsim进行仿真，更有效可靠。 系统 模型 运行 分析 优化 分解 再造 图1-1 总体思路方法 数值仿真 数值 输出 数值信息 数学模型 科学计算 数值结果 结构 原型 信息 图形 图形信息 图形模拟 知识推理 随机处理 显示 专家系统、人工智 能、知识库 图形仿真 中国最大的论文知识平台www.lwxiezuo.com 图1-2 数值仿真和图形仿真的过程 第二节 设计的目的和意义 物流系统的设计分析当中，由于系统的专业化和规模化，物流仿真已经逐步成为物流行业规划与建设的必备环节。 运输是物流的主要功能要素之一，运输的目标是在满足客户服务水平的前提下，用最低的运输成本连接供货地点和客户。运输距离，运输环节，运输手段都会对运输成本构成直接影响，合理选址，减少距离，减少运输环节中装卸次数以降低成本。 本文运输网络系统仿真的目的和意义就在于通过对路线、车辆等环节的仿真，找到系统建造或者决策 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 当中存在的瓶颈，并运用物流方法进行优化和改良，为系统建造以及决策执行进行系统性的预测。 第三节 设计的内容 本文参考了仿真优化相关的文献资料，基于物流成为供应链的利润源泉的思想，认为完整的、合理的物流系统能够为系统带来更好的效益，以宁波奉化市为设计背景，介绍了相关的背景资料，以初步规划的城乡连锁超市运输网络系统中的路线为研究对象，其中涉及配送中心到下属前台网点的路径决策，车辆行驶路线和任务分配决策等。 参考应用了物流工程和运筹学的相关方法，利用Flexsim提供的仿真功能作为主要途径，对该物流系统进行仿真，通过对导出的各项数据(如运输车辆的空载率、空闲时间、网点进出货状况)进行分析，找出并消除系统瓶颈，对系统的各个环节作出优化决策。 中国最大的论文知识平台www.lwxiezuo.com 第二章 城乡连锁超市 第一节 城乡连锁超市的发展现状 一、城乡连锁超市的背景 我国商务部于2007年发布的《关于开展“万村千乡”市场工程试点的通知》， 通知中描述的“农家店”建设，一是引导各类大中型流通企业直接到试点县市的乡村投资;二小型企业加盟各类大中型连锁企业到乡村建立、改造“农家店”。三是支持各类中小型企业通过自愿连锁，统一建立销售网络的方式建设“农家店”。通知为拓展城乡经济、加速农村经济发展提供了一个良好的机会，也为城乡居民生活水平、消费能力的提高提供了实际可行的方法。 在此通知之后，各地建立城乡连锁超市的例子屡见不鲜，其中不乏成功案例。杭州市萧山区的城乡级连锁超市规模庞大，村级店平均规模面积达300平方米，规模最大的达数千平米。 富宁县的“百村千寨市场工程”现已有千余家城乡店运营，已初步形成以县城为重点、乡镇为骨干、乡村为基础的新型农村消费品流通网络。这些城乡便利店的出现，大大地方便了群众的生产生活。 临安西天目乡郜岭的城乡店为居民带来最实惠的商品。这些都是运行城乡连锁超市的成功例子。这些案例的成功不仅仅得益于政策的优势，同时也得益于城乡连锁超市的巨大市场和符合实际需求的供需安排、物流系统的正确分析。 二、城乡连锁超市的设计 城乡连锁超市建设的目的是方便城乡居民的生产生活需求，但是城乡连锁超市因为城乡地区可能存在的地域性和特殊性，在运营上需要处理的问题、需要决策考虑的因素会比普通的连锁店更多。 首先，城乡连锁超市在建立过程中需要考虑城乡居民的特殊生产生活需求，以宁波奉化市内的各个地点为例，宁波的本地品牌——加贝购物中心在奉化的各个乡镇同样地遍布分店，为城乡居民提供购物服务，但是从现实状况来看，奉化城乡居民仍然会频繁地来往于宁波市区内，原因就在于本地服务不够突出，各地的需求，尤其是生产需求不能得到相应的满足。而为城乡居民的生产生活提供符合本土化服务，将能够开拓出一片崭新的市场。举例说明:在宝 中国最大的论文知识平台www.lwxiezuo.com 供物流的运营过程中，根据AC尼尔森市场研究公司的分类标准，对货物进行了食品饮料类和非食品类的分类。 如何提供本土化，对城乡连锁超市而言正如宝供的研究分析过程一样，需要在设计中对生产生活资料的分配进行决策。 其次，由于城乡地区的场地限制，无法具有一个可以长期作为库存的仓储设施，甚至没有仓库。实际城乡当中存在以下几种库存情况:个人小店的库存，这类小店的补货工作全由人工执行，店主需要自己对商品进行采购，没有库存能力，而且商品随意堆放，补货周期非常短;小型超市的库存，补货周期同样较短，但是会引入较为 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 化的管理技术，可能会有较低的库存能力。作为城乡连锁超市，库存量小、仓储环境较差是一个现存的难以改善的瓶颈。因此配送次数将不可避免地增多。 最后，由于库存的限制，导致了在配送过程当中，必须频繁地在各个点进行往返配送。因此在设计的过程中，配送中心对于运输车辆的装载量、行进路线的选择和调度都是需要进行设计和研究的，这样才能保证及时满足库存的需求，减少车辆运输过程当中的不合理现象(对流运输、迂回运输、舍近求远、重复运输、无效运输、运力不当)，使配送中心、运输网和整体的物流系统的运行能够更有效率。 第二节 奉化城乡超市的发展 一、奉化相关资料 奉化位于浙江省东部沿海，宁波市区南面，距离宁波市区28公里，作为县级市，全市辖6个镇、5个街道，下设354个行政村，人口48万，全国百强县排名91位。 沿海大通道同三高速公路和甬金高速公路、甬台温铁路横贯奉化境内，五条高等级公路的建设，加上即将完工的奉化火车站，使得奉化的交通运输越来越便捷，但是总体的经济实力在宁波市各个区域当中比较落后。 中国最大的论文知识平台www.lwxiezuo.com 图2-1 奉化市城区规划图 二、奉化城乡超市存在的问题 奉化的城乡居民同样有“购物难”的问题，奉化具有特色的农业生产，使得奉化的城乡居民对生产资料具有需求:比如奉化市的尚田镇和莼湖镇分别盛产草莓和青梅，相对其他乡镇的农用物资需求就更大。 在奉化建立城乡超市运输网，以奉化火车站作为物流系统的中心建立配送中心，在市区的各个乡镇、街道建立其相应的零售网点的工程策划的出台，目的在于利用本地化的服务，开拓奉化的城乡市场，方便奉化城乡群众的生产生活，提高城乡群众的生活质量。 中国最大的论文知识平台www.lwxiezuo.com 第三章 仿真技术的发展与应用 第一节 仿真技术 根据国际标准化组织(ISO)标准中得《数据处理词汇》部分的名次解释，“模拟”(Simulation)与“仿真”(Emulation)两词含义分别 为:“模拟”即选取一个物理的或抽象的系统的某些行为特征，用另一系统来表示它们的过程。“仿真”即用另一数据处理系统,主要是用硬件来全部或部分地模仿某一处理系统，以至于模仿的系统能象被模仿的系统一样接受同样的数据，执行同样的程序，获得同样的结果。目前“模拟”和“仿真”两者所包含的内容都归于“ 仿真”的范畴，用“Simulation”来代表。 仿真又称蒙特卡罗方法，是一种通过用随机数做实验来求解随机问题的技术，随机抽样或统计试验方法，属于计算数学的一个分支，是在20世纪四十年代中期为了适应当时原子能事业的发展而发展起来的。 蒙特卡罗方法的基本思想是:当所要求解的问题是某种事件出现的概率，或者是某个随机变量的期望值时，它们可以通过某种“试验”的方法，得到这种事件出现的频率，或者这个随机变数的平均值，并用它们作为问题的解。 蒙特卡罗方法通过抓住事物运动的几何数量和几何特征，利用数学方法来加以模拟，即进行一种数字模拟实验。它是以一个概率模型为基础，按照这个模型所描绘的过程，通过模拟实验的结果，作为问题的近似解。可以把蒙特卡罗解题归结为三个主要步骤:构造或描述概率过程，实现从已知概率分布抽样，建立各种估计量。 仿真技术的雏形由于当时计算能力的限制无法获得有效的应用，但是随着科技的发展和计算机技术的普及，仿真技术日益完善，已经可以有效地克服在现实决策当中的碰到的数据处理繁琐的问题，避免大量的运筹学运算流程和数学处理过程当中可能发生的计算错误，对大型系统和复杂的决策尤其有效。 仿真技术决策者提供一个可观察的模拟现实状况，就像是将现实中的时间以一定倍率加快，现实中的环节被实体替代，决策者将在模拟仿真的过程当中观察到该系统是否存在有需要改进的地方，是否存在运行瓶颈。仿真技术的应用，也可以为优化方案提供一个模拟运行平台，通过模拟仿真来观察优化方案的能够产生效果如何的效果。 第二节 仿真软件 在仿真领域当中，计算机仿真技术是当前应用最广泛的技术之一，虚拟现 中国最大的论文知识平台www.lwxiezuo.com 实(VR, Virtual Reality)是计算机世界最热门的一个词汇。视景仿真技术(即可视化仿真技术)可以看成是虚拟现实技术在计算机当中的运用，其实质是采用图形或图像方式对仿真计算过程的跟踪、驾驭和结果的后处理，同时实现仿真软件界面的可视化，是计算机技术、图形图像处理与生成技术、多媒体技术、信息合成 技术、显示技术等诸多高新技术的综合运用，具有迅速、高效、直观、形象的建模特点。 计算机仿真技术以计算机仿真软件和计算攻击(如使用EXCEL表格进行仿真)为平台，以仿真软件语言为基础，在仿真软件上建立一个个模型实体，建立模型实体关系然后设定相关参数，最后通过仿真软件内置的编程语言对模型进行编译，实现可视化的仿真效果。 仿真软件的主要功能是:一、源语言的规范化和处理，即规定描述模型的符号、语句、句法、语法，检测源程序中的错误和将源程序翻译成机器可执行码;二、仿真的执行和控制;三、数据的分析和显示;四、模型、程序、数据、图形的存储和检索。 1984年出现了第一个以数据库为核心的仿真软件系统，此后又出现采用人工智能技术(专家系统)的仿真软件系统。这个发展趋势将使仿真软件具有更强、更灵活的功能、能面向更广泛的用户。著名的仿真软件有:Flexsim、AnyLogic、Paramics、SABER等。比如仿真软件Flexsim便是基于C++语言，利用C++编译达到仿真效果。可以说，计算机仿真技术是对随机数进行实验求解随机问题的技术的最完美的体现。 仿真技术广泛应用于各个领域，包括生产加工、道路运输、库存管理、包装、装卸搬运、配送中心配送流程等。使用的技术、软件也有差别。 (1)建筑施工方面，应用VR技术和CAD技术对工程施工的虚拟仿真，对建筑工程 施工方案 围墙砌筑施工方案免费下载道路清表施工方案下载双排脚手架施工方案脚手架专项施工方案专项施工方案脚手架 进行选择和优化，从而获得更安全、更保险地进行大型工程的设计工作的环境。 (2)工程系统方面，法国IMAGINE公司的AMESim(高级工程系统仿真建模环境)为流体液体及气体机械控制电磁等工程系统提供了一个较完善的综合仿真环境及灵活的解决方案。 (3)运输方面，运输仿真软件Extend采用的变结构模式可根据实际情况灵活确定运输组织模式，实现整个物流运输组织过程的可视化，及时与该系统进行交互的实时跟踪、并行显示和数据传输。更好地优化物流运输组织模式并对运输方案进行绩效评估。 (4)配送网方面，很多仿真软件都可以胜任，包括交通运输仿真软件Aimsun、以色列的eM-Plant(已广泛应用于物流配送系统的仿真)、Flexsim(可塑性极强)。 中国最大的论文知识平台www.lwxiezuo.com 在仿真技术的支持下，高通完成了对手机制造流程的精简;UPS在保证客户服务质量的前提下取得了人员车辆配置与成本之间的最佳平衡;宝洁公司完成了覆盖全美的高效供应链网络。仿真技术的应用在分析和决策当中带来的价值，在欧美每年创造着数千亿的经济效益。 物流系统由于自身存在的复杂性和“效益背反”的特点，导致了在物流系统的决策分析当需要从物流系统的整体出发，从宏观和微观角度研究问题，在整体效益和局部效益上来进行建立和优化。如本设计中涉及的城乡连锁超市运输网系统，同样属于物流系统范围，因此同样适用于仿真技术的应用范畴。 图3-1 运输仿真软件paramics 中国最大的论文知识平台www.lwxiezuo.com 第四章 基于Flexsim的仿真和优化 第一节 Flexsim简介 Flexsim是美国由Flexsim公司开发的世界上第一个在图形环境中集成C++IDE和编译器，面向对象的仿真软件，软件兼容OpenGL图形显示标准，可以制造很好的三维效果，集可视化、建模和仿真于一体。可以进行全场景仿真，定制路径，多视角观察模型，三维图表和文字即时显示，利用导出EXCEL表格的形式导出相关数据。 使用Flexsim建模非常简单，只需要五个步骤: 一、依照实际系统设计布局，将对象从“对象库”中拖拽到仿真视图窗口中的适当位置; 二、连接实体对象定义“流”，构建仿真模型的逻辑路径; 三、根据每个对象所要描述的物理系统的特征，设定对象的参数; 四、编译运行模型; 五、仿真结果分析:Flexsim是一个实时的仿真软件，在仿真过程中，用户可以对每个对象进行操作，检测其当前的状态。 其中值得一提的是Flexsim凭借C++语言获得的强大的可塑性，Flexsim包含了几乎所有的存在于物流系统中的实体:发生器、吸收器、运输机、货架、暂存区、处理器、操作员、传送带、交通灯、合成器、分解器，依据实体的属性，可以创造出多样化的物流系统，具有很广阔的应用范围，包括制造业仿真、仓储和配送、运输等，并且能应用在更高层次的仿真工程中。 图4-1 Flexsim实体类型 中国最大的论文知识平台www.lwxiezuo.com 第二节 Flexsim的运输网络系统仿真优化思路 一、仿真优化过程中各类实体 利用Flexsim软件对城乡连锁超市运输网络系统进行仿真优化时，用仿真软件中的各类实体控件来代替现实中的实体，简单介绍仿真软件中的各类实体控件的作用: 发生器:产生三类不同的临时实体类型，分别代表打包说使用的容器，生产资料和生活物品，根据一定的单位转换，对城乡连锁超市服务对象的消费需求进行说明和仿真。 吸收器:处于连接的末端，作为一个消费者的角色在模型当中使用，所有消耗的临时实体，都通过处理器或者暂存区连接到吸收器进行处理。 处理器:作为一个商品的消耗过程，根据一定的单位转换，可以从侧面表现出在不同城乡区域对不同商品类型的需求量差异。比如:假设仿真时间600=24小时，那么销售量为120件/每天的商品，使用处理器来模型消耗过程，则是将处理器的处理速度调节为5，其在600仿真时间内的处理量为120。 暂存区:根据一定的单位转换，可以作为库存，设置暂存区的最大容量，可以用来模拟城乡连锁超市系统当中的配送中心的库存、前台网点的库存和安全库存量。 运输机:作为配送中心的运输工具，根据一定的单位转换，修改装载量、最大速度、加速度等属性，使它和真实使用的运输车辆参数相符。 分配器:用来将配送任务分配给相连的运输机，作为一个车辆调度中心，负责对车辆的管理。 合成器:在模型中现实城乡连锁超市系统配送钱集装化货物过程的仿真。 分解器:在模型中是一个对已经打包了的临时实体进行分拣，将不同类型的临时实体按照类型分配到相应的库存空间当中。 可视化工具:用来美化模型。 网络节点:为模型中的各个店，包括配送中心、车辆调度中心、前台网点分配网络节点，并连接两两网络节点，为两两节点之间设置虚拟路径距离的参数，用来作为真实路线距离的仿真实体，利用运输机在网络节点之间按照虚拟路径和自身的速度的行驶，可以有效地模拟现实系统当中的运输过程。 中国最大的论文知识平台www.lwxiezuo.com 图4-2表述了用于Flexsim构建城乡连锁超市运输网系统的模型实体之间的逻辑路径: 发生器处理器处理器吸收器 发生器发生器 b aA bA a p 暂存区暂存区暂存区暂存区 aA1 bA1 b a 车辆 合成器分离器 A A 暂存区暂存区 A P 图4-2 Flexsim实体的逻辑路径 二、运输网络系统的仿真优化流程 图4-3表示了基于Flexsim的运输网络仿真优化流程: 系统分解 发现瓶颈 建立仿真模型 参数设置 修改参数设置 重组仿真模型 编译运行 导出数据 比较数据 分析数据 最终方案 图4-3 Flexsim仿真优化流程 仿真优化流程步骤介绍: 中国最大的论文知识平台www.lwxiezuo.com 1、系统分解 城乡连锁超市运输网中路线的仿真优化的基础是对系统进行分解，对应前文所描述的Flexsim中的实体类型:用暂存区来代替配送中心的库存、前台的库存点;用发生器用来代替货源，或者供应商;用网络节点的连接代替实际系统当中配送中心岛前台，前台与前台之间的实际路径等。 2、建立仿真模型 在对现实系统进行分解和归类之后，参照图4-2，从实体库中拖出相应实体，放置到右侧视图当中，表示仿真模型的各个环节。 按住键盘上的“A”键，点击第一个实体并按住鼠标左键，拖动鼠标到下一个实体，然后放开鼠标键，创建两个实体之间的输入-输出端口;按住键盘上的“S”键进行以上操作，可以创建选中实体的中间端口，该操作可以用于连接交通工具或者分配器等实体。对Flexsim当中相互联系的实体创建完逻辑路径，构建原系统的仿真模型。 3、参数设置 对每个模型中的实体进行参数设置，包括暂存区大小、处理器处理速度、车速、网点距离等，这过程需要对单位进行一定得换算。 例如车辆的时速为90km/h，同时可以看作是1.5km/min，或者是25m/s;货物需求量为360件/天，也同样可以换算成为15件/h，或者是4min/件，240s/件;一个临时实体同样可以看作是1个数量级为1个实体，或者是10个数量级为1个实体，甚至100个数量级为1个实体。总之，参数设置需要参照一个适用的标准，并且依照仿真时间进行统一设定。 当1仿真时间= 1分钟现实时间时，现实中车速为60km/h的车辆行驶现实中60km距离消耗的1小时即相当于60仿真时间，此时若对网络节点进行60km的虚拟距离设定，那么行驶在该道路上的仿真运输机的速度就是1km/1仿真时间，而此时若处理器的处理时间为5，则代表每5仿真时间消耗1件货物，即平均每隔5分钟消耗1件货物，得出288件/天的消费水平。同时也可以引入正态分布来加深系统的不确定性。下表4-1是对仿真参数的简要对比: 表4-1 1仿真时间对等于1分钟现实时间时的参数变化 1仿真时间=1分钟现实时间 现实车速=60km/h 仿真车速=1km/1仿真时间 现实距离=60km 仿真距离=60km 现实消费水平=288件/天 仿真处理时间=5 4、编译运行 编译运行的过程是对多组不确定数执行实验来获得随机问题答案的过程。在经过一段时间的仿真运行之后获得数据信息，远比为一个庞大的体系进行运筹学运算来得轻松，因此，这是仿真应用的实现部分，系统的优劣、决策的潜在因素都能够得到直观的、可视化的体现。 中国最大的论文知识平台www.lwxiezuo.com 5、导出数据 在模型编译运行的过程中，从被设定开始进行仿真模拟的时刻开始到仿真过程结束，Flexsim对模型所有被选定的实体都进行了数据统计，并可以通过点击工具栏中的“统计“选项卡，设置需要统计的相关实体，就可以生成统计报告。统计报告分标准报告和状态报告两种形式，都可以导出为EXCEL文件方便进一步的决策分析。 标准报告中包括了以下数据: stats_content，统计内容;stats_contentmin，最小容量; stats_contentmax，最大容量;stats_contentavg，平均容量; stats_input，进货数量;stats_output，出货数量; stats_staytimemin，最短停留时间;stats_staytimemax，最长停留时间; stats_staytimeavg，平均停留时间;state_current，当前数量; state_since，仿真开始后经历的时间;idle，空闲状态时间; processing，处理数量;blocked，阻塞; generating，发出个数;empty，无货的时间; releasing，有货的时间;waiting_for_transporter，等待运输时间; travel_empty，空车运输时间; travel_loaded，车辆有装载的时间; offset_travel_empty，卸载时间; offset_travel_loaded，装载时间; 状态报告收集的数据与标准报告类似，不过在状态报告需要对需要导出数据的实体对象进行选定，而且报告会使用相应实体运行当中各个过程占有的百分比来表示实体的运行状态。 以下是一个状态报告对一个运输机的表述: 表4-2 运输机表述 idle travel_empty travel_loaded Transporter31: 21.70% 35.40% 41.80% 在数据处理当中，还可以使用可视化工具对各个实体的运行状态以为直方图、饼图、曲线图、等图形形式进行导出。 6、分析数据和发现瓶颈 通过导出的报告可以分析出系统当中存在的问题，以表4-2中的运输机31为例，运输机31的空闲时间为21.70%，空车装载时间占了运输过程当中的45.85%(根据35.40%/(35.40%+41.80%)得出)。 这是不合理的运输表现，空闲率21.70%说明运输机没有得到充分的使用，而且空车运输率45.85%则是一种在运输中的极大浪费。 7、修改参数设置和重组仿真模型 中国最大的论文知识平台www.lwxiezuo.com 在仿真应用的过程中，对发现瓶颈的系统，就需要确立改进目标，然后对相应的环节上做出调整理，修改原先的环节，或者为原系统添加新的系统内容，删除原有的的冗余环节，甚至对原系统的逻辑路径进行重新设定。 比如在生产流程的仿真过程当中，如果遭遇处理能力不足的问题时，从修改参数设置的角度考虑时，就需要考虑减少处理的产品的订购数量，或者对自身的生产线进行改进，增加生产线处理能力。从重组仿真模型的角度上，就需要增加一条或者多条新的生产线，来提高整体的处理能力。 8、比较数据 当做出一个优化方案之后，需要重新在Flexsim中进行编译运行，再一次导出标准报告和状态报告，分析执行优化方案之后的各个环节的执行情况。 因为物流系统各个环节之间的相关性，环节之间的改变可能导致其他环节随之变化。比如在运输系统中，如果增加车队的规模，就可以承担更多的运输工作，但是也随之增加了运输成本的投入。所以优化方案的效果，需要和之前导出的数据进行参照，避免决策失误，出现新的系统瓶颈。一旦存在新的瓶颈，则需要重复步骤，继续执行修改参数设置或者重组仿真模型，直到比较数据后得出最终的优化方案，完成对系统的优化。 第三节 城乡连锁超市运输网路线的仿真优化 一、初始数据 以奉化市区图为基准，配送中心设置在奉化火车站(位于西坞街道区域内)，下属设置5个营销网点，均为城乡连锁超市模式的网点，分布于江口街道、溪口镇、大堰镇、莼湖镇和松岙镇，配送中心初始配置的4部运输车辆，采取小批量、多批次、点对点的配送方式向下属网点进行配送。 由于地域较小，城乡库存能力不足，因此小批量配送的车辆实际上最多可以一次分担下属2个网点的需求量。 节点1 节点2 距离(km) 配送中心 江口 20 配送中心 溪口 25 配送中心 大堰 50 配送中心 莼湖 40 配送中心 松岙 50 江口 溪口 15 大堰 莼湖 35 表5-1 距离设定 中国最大的论文知识平台www.lwxiezuo.com 二、物流理论应用 该系统主要解决的问题包括:车辆路线安排(Vehicle Routing VRP)和运输效率。 Problem ， 其中车辆路线安排(VRP)是指对物流配送的车辆进行优化调度，对一系列装货点或卸货点组织适当合理的行车路线，使车辆有序地通过他们，需要考虑到仓库水平、车辆数量、取货送货安排等因素。主要解决系统中运输效率低、库存分配不合理的问题。 这类问题比较常用的方法有节约法和扫描法，两者应用便捷，原理简单。节约法的目标石使所有车辆的行驶总里程最短，并为所有站点提供服务的车辆数量最少。该方法首先假设每个站点都有一辆虚拟的车辆提供服务，随后返回仓库，然后将两个站点合并到同一条行车路线上减少一辆运输车，相应地缩短了路程里程，选择节约距离最多的一对站点合并在一起。 扫描法确定所有站点的位置，自仓库始沿任一方向向外划一条直线，按顺时针或者逆时针方向旋转直到某站点相交。如果增加站点会不会超过车辆的载货能力，如果没有则继续旋转直线，直到与下一个站点相交。再次计算载货能力，如果超出则剔除最后那个站点，并确定路线，然后继续该过程。 运输效率则是针对车辆的利用效率和配送的效率进行分析，寻找系统的瓶颈，对系统提出优化方案。本文中我运用节约法和扫描法对车辆运转的路线进行分析，找出运输中的不足，提高运输效率。 第四节 Flexsim仿真建模 一、初始模型 原模型经过分解，包括以下部分，在Flexsim中选择相应的实体，连接逻辑路径，获得了如图5-1的模型，其中模型左侧的网络是实际运输路线的抽象的简化，黄色的节点模拟各个网点，绿色的网络模拟运输的路线，右侧则代表了一些实际状况中的隐形情况，例如货物的销路和销量、各个网点的初始库存、对托盘等载体的处理工作等，在模型当中对销量和初始库存进行了简单的区别化设置。 中国最大的论文知识平台www.lwxiezuo.com 图5-1 初始模型正投影图 表5-2 模型实体指代表 名称 指代 名称 指代 Source8 生活类货物 Queue45 载体处理流程 Source9 生产类货物 Sink46 吸收器 Source14 载体 NN1 配送中心节点 Combiner12 分拣装载流程 NN2 江口网点节点 Queue13 发货区 NN3 溪口网点节点 Transporter88 车辆 NN4 大堰网点节点 Transporter90 车辆 NN5 莼湖网点节点 Transporter91 车辆 NN6 松岙网点节点 Transporter92 车辆 Separator21 卸载流程 Processor35 江口生产类需求 Source16 初始生活类货物 Processor36 江口生活类需求 Source17 初始生产类货物 Dispatcher87 车辆调度流程 初始模型具有以下的特点: 一、采取点对点的放射状的运输线路，路线规划较为简单; 二、对下属网点的配送货物进行了统一，所有网点接受的货物都是相同的。 使用CTRL单击运输机，选定模型中的交通工具，对模型进行编译运行: 中国最大的论文知识平台www.lwxiezuo.com 图5-2 初始模型的运行 导出标准报告和车辆状态报告，对关键数据进行分析: 表5-3 初始模型标准报告——货物销售状况 表5-4 初始模型车辆状态报告 表5-3中的Queue26到Queue34，代表了库存状况，依次是江口、溪口、大堰、莼湖、松岙的生活类和生产类货物库存。 中国最大的论文知识平台www.lwxiezuo.com 从图中的标准报告表格可以看出，各地的货物需求并不相同。Queue27(江口生活类货物库存)在仿真时间1281时，仅存有2单位的货物，库存量出现不足;而Queue28(溪口生产类货物库存)却在得到230单位货物的同时仅仅售出137单位的货物。由此得出，如果系统继续采取统一的配送份额，难免导致库存的堆积或者缺货，因此需要对各地货物的需求进行有针对性的改善。 表5-4中显示了车辆的状态报告，idle代表了车辆的空闲时间比例，travel_empty代表车辆空载行驶的时间比例，travel_loaded代表车辆装载有货物行驶的时间比例，状态报告中原本还包括有装卸时间，由于比例不到5%，不对其进行讨论。 由表5-4可以看出，车辆的空载现象严重，使用效率低下，每次运输任务都仅仅只是在两点之间进行往返，空载率分别达到了48.3%、50%、46.3%和49.4%，平均48.5%，造成了严重的浪费，而车辆的最高的空闲率竟达91.70%，车辆使用极不合理。 二、分拣模型 为了解决配送份额的问题，需要在配送中心建立起分拣机制，通过对各个网点需求的不同，对每个网点的需求量进行分拣和打包，再由运输工具从装货区提货运输到专门的网点。 针对分拣环节优化为目标，图5-3中的模型改进了配送中心的设置，重新分解初始模型，建立了为下属5个网点设立的专属流程: 图5-3 分拣模型正投影图 中国最大的论文知识平台www.lwxiezuo.com 表5-5 分拣流程说明 名称 指代 Combiner3114 江口网点分拣流程 Combiner3115 溪口网点分拣流程 Combiner3116 大堰网点分拣流程 Combiner3117 莼湖网点分拣流程 Combiner3118 松岙网点分拣流程 对分拣模型进行编译执行，获得标准报告和状态报告 表5-6 分拣模型货物销售状况 表5-7 分拣模型车辆状态报告 中国最大的论文知识平台www.lwxiezuo.com 通过仿真应用，得出分拣模型的特点是: 一、相对于初始模型，更好地解决了对下属各个网点的货物分配工作，网点的库存状况良好，并且能保持一定库存量，不出现库存臃肿或者缺货的情况; 二、对车辆的应用更加合理，车辆的工作时间更加平均，平均Idle(空闲时间)仅为24.6%; 三、车辆空载情况依然严重，具有近50%的空载率。 三、路线优化模型 针对车辆的空载问题，使用扫描法和节约法对路线进行优化，寻找网点之间的线路，一次性完成对多个网点的运输任务。 节约法:目标是使所有车辆的行驶总里程最短，并且为所有站点提供服务的卡车数最少，该方法先假设每一个站点都有一辆虚拟的车辆提供服务，随后返回仓库，此时里程最长。下一步将两个站点合并到同一条行车路线上，减少一辆运输车，相应地缩短路线里程，选择节约距离最多的一对站点合并在一起，对路线完成修订。 扫描法:在地图上确定所有站点位置，自仓库始沿任一方向向外划一条直线，该直线沿顺时针方向旋转直到于某站点相交，考虑如果在某线路上增加该站点，是否会超过车辆的载货能力，若没有则继续旋转直线，再次计算累计货运量是否超过车辆的运载能力，若超过则剔除最后的那个站点，并确定路线。 使用扫描法和节约法对路径进行设定，NN2与NN3、NN4与NN5的距离参照表5-1。 图5-4 路线优化模型正投影图 中国最大的论文知识平台www.lwxiezuo.com 对分拣模型进行编译执行，获得标准报告和状态报告: 表5-8路线优化模型货物销售状况 表5-9 路线优化模型车辆状态报告 根据表5-8和表5-9，分析路线优化模型的特点: 一、有效地减少了车辆空载现象。相对优化之前的接近50%的空载率，在路线优化模型中，4辆运输工具的空载率下降到了37.8%、35.3%、36.4%和44.2%，平均38.4%。 二、库存控制不力，车辆使用不合理。 四、系统优化模型 物流系统的整体性决定了优化方案的综合性:当执行路径优化的时候，尽管提高了车辆的使用效率，发挥了优化后的运输优势，但是如果没有合理的配送方案，会导致库存问题的产生;而库存的及时相应既离不开优秀的运输，也 中国最大的论文知识平台www.lwxiezuo.com 是物流系统的重要组成部分，物流系统内的环节相互作用，达到整体优化的目的。 图5-5 系统优化模型正投影图 表5-10 系统优化模型货物销售状况 中国最大的论文知识平台www.lwxiezuo.com 表5-11 系统优化模型车辆状态报告 由表5-10、表5-11可见，对系统进行整体优化，不仅库存得到了较好的控制，而且在较好地减少车辆的空载率的同时，还极大地解放了车辆的使用，车辆平均空载率为39.2%，较未优化前的48.5%有了很大改善。 车辆平均空闲时间为30.8%，在满足库存要求的前提下，可以考虑对运输工具进行削减: 表5-12减少多余运输工具带来的效率 中国最大的论文知识平台www.lwxiezuo.com 第五章 结束语 物流被称为“第三利润源”，先进的物流系统能够为企业、公司或者国家部门带来效益上的提升，成本上的节省。我国当前的物流状况与世界先进水平还有一定距离，许多企业公司也不注重对物流的发展，物流技术设备不完善，对物流的概念理解也存在很大偏差，许多公司往往只是把物流作业字面解释成运输作业，在现实操作中存在许多的不合理之处。 本文涉及的物流仿真技术，既是一类决策优化的方法，也是一类能够暴露不合理物流体系的方法。现实当中许多企业在遇到往庞大的体系或是繁杂的数据时，会习惯性地用经验主义来进行判断决策，这样的决策难免出现纰漏，造成坏的影响。城乡连锁超市运输网的建设有益于城乡经济发展，但是运输体系的不合理，也会造成诸如运输效率低下，配置设施浪费等情况。文中运用Flexsim对运输网中路线进行模拟仿真，并最终实行优化，提高了运输系统的运行效率，减少了配置的浪费现象。 现实物流发展当中，不仅仅时运输系统需要进行此类仿真应用，还有如配送中心、仓库管理等方面需要此类技术支持。运用仿真方法能够为企业、公司或是国家有关部门提供决策支持，优化决策，减少风险。通过本文希望物流仿真技术能够进一步被人们所认识和接受。 中国最大的论文知识平台www.lwxiezuo.com 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