计算机仿真技术在物流系统中的应用

景姗娜

[摘要]“物流是企业的第三利润源”，计算机仿真技术的运用，正是为企业提供一个省时省力，并且极具参考价值的方式，提高企业生产中物流的顺畅程度、提高生产效率，降低物料搬运成本，进而提高各项系统性能指标。

[关键词]仿真 物流系统 Flexsim

中图分类号：TP3文献标识码：A文章编号：1671－7597（2009）0220048－02

仿真(Simulation)，也称为模拟，是按照客观的实际情况，把所要研究的问题或对象构造成模型，在接近于实际的条件下，分析其工作（或运行）情况是否合乎主观的意图或要求，或者是同时分析比较几个设计或计划方案，以确定其中哪一个方案更符合主观的意图或要求，具有更好的技术性能或经济效果，从而，确定选择其中一个较好的设计或计划方案。

一、物流仿真技术

物流仿真技术是借助计算机技术、网络技术和数学手段，采用虚拟现实方法，对物流系统进行实际模仿的一项应用技术，它需要借助计算机仿真技术对现实物流系统进行系统建模与求解算法分析，通过仿真实验得到各种动态活动及其过程的瞬间仿效记录，进而研究物流系统的性能和输出效果。物流仿真是指评估对象系统（配送中心、仓库存储系统、拣货系统、运输系统等）的整体能力的一种评价方法。

二、物流仿真技术的作用

（一）避免凭经验办事造成损失

随着经济的发展，物流行业结构日益复杂，如果在面临决策问题的时候，只是凭借老经验或感觉来判断，显然可能出现许多疏漏。通过物流仿真技术的运用，不但能提高效率，缩短研究开发周期，而且对保证安全、节约开支、提高质量尤其具有突出的功效。通过电脑虚拟现实的结果，决策者可以知道方案或设计的可行性。从而帮助他们作出明智的决定。

（二）降低企业成本，提高经济效益

当今中国的企业在许多领域的竞争已经非常激烈，竞争的成败取决于“成本低、速度快和质量高”。仿真技术是分析、设计和优化复杂系统的有力的工具。只用实体模型的一小部分费用在计算机中建立虚拟模型来测试各种想法和假设条件，因而可以节省大量的资金投入，最重要的是，极大地降低了决策的风险。通过对研发设计、生产制造、物流配送、售后服务等产品生命周期的各个流程的研究，可以帮助企业找到增值能力不强、资源没有充分利用和反应速度不够及时的环节，并做出改进的建议。

（三）量化绩效，提供分析数据

仿真技术在流程管理中应用的另一个优势是绩效的可量化性。企业的运营管理质量是通过一系列绩效指标体现出来，例如制造周期，库存周转，按时送货率，资源利用率等等。这些指标都可以在仿真模型中得到量化体现，并通过对模型的改进，观察绩效指标的改善，指导实际的操作。所以，计算机仿真技术比任何其他分析手段，在企业流程绩效管理方面，都具有更直观更准确的结果，对经济效益有更直接的影响。

（四）为各流程管理者提供交流的平台

仿真技术的可视化和动画界面提供了不可替代的沟通方式。企业管理者可以通过仿真模型，直观、具体、无误的向其他人员表达对系统的理解和对未来的设想，成为企业跨部门和企业之间合作交流的共同平台。

三、主要物流仿真软件的应用

1．Automod

AutoMod是由美国Brook Automation公司开发的产品，它是目前市面上比较成熟的三维离散性事件仿真软件之一。Automod建立搬运机器设备等对象物体，对各个作业流程都要建立过程语言，通过编程序才能做出作业流程。建模操作十分复杂；由于对全部机器设备等对象物都需要程序命令语言，所以操作人员必须要具备编程知识；价格昂贵。

2．ShowFlow

ShowFlow 是来自英国的仿真软件。可为制造业和物流业提供建模、仿真、动画和统计分析工具。ShowFlow可以提供生产系统的生产量，确定瓶颈位置，估测提前期和报告资源利用率。ShowFlow还可以被用来支持投资决定，校验制造系统设计的合理性，通过对不同的制造策略进行仿真实验来找出最优解。

3．Stream

Stream是日本开发的仿真软件，其最大特点是从日文命令组中选出并排列的形式记述每一个设备的控制逻辑，不仅可当作物流生产线的仿真器使用，而且在单个机械设备的仿真方面也可以用来变通使用。其开发基础是Sil-Tools ，所以与一般的Windows应用程序相比，其操作上的感觉有些不同，且需要特殊的开发环境，所以在扩展性和技术支持方面令人担忧。

4．RaLC（乐龙）

“RaLC（乐龙）”系列软件，是日本AIS公司以谁都可以通过简单的操作就能构筑可在电脑上运行的三维立体模型物流中心为目标，独立研发而成的三维虚拟物流中心模型构筑工具。乐龙系列软件是在电脑中建立三维立体动画物流中心模型，以进行各种工程验证操作为目的的模型构筑工具软件。

四、Flexsim软件介绍

在当前众多的物流系统仿真软件中，应用最广的是由美国Flexsim公司开发的也是迄今为止世界上第一个在图形环境中集成了C++和编译器的仿真软件Flexsim。

目前在市场上，像Flexsim一样能使用户自由自在的量身定制的仿真软件非常罕见。软件的所有可视窗体都可以向定制的用户公开。建模人员可以自由地操作部件、视窗、图形用户界面、菜单、选择列表和部件参数，可以在部件里增加自定义的逻辑、改变或删掉既存的编码，也可以从零开始完全建立一个新的部件。

五、Flexsim软件在物流系统中的应用

将Flexsim用于物流系统的规划设计中，尤其是码头、仓库的设计中，它可以用试验的形式来仿真假定的情节，而且还可以自动运行并把结果存在报告、图表中，为决策者提供视觉上的决策支持。应用Flexsim仿真环境建立大型立体仓库的仿真模型，可以清楚直观的得到仿真数据，并对数据进行分析，优化资源配。

（一）Flexsim在物流系统中的应用范围

1．物流行业资产项目评估；

2．物流行业有规律地运行模型，测试生产计划；

3．物流行业更改提案评估；

4．物流行业更改管理。

（二）以下的四幅图为某厂的生产线模型局部

通过FLEXSIM的建模，工厂解决了装箱、称重和包装生产线的平衡问题。Flexsim的模型使工厂形象直观的看到了解决问题的办法和结果。生产力分析，人事配备，瓶颈问题，设备的使用率，在制品分析，生产计划安排等都能一一实现仿真模拟。从而为工厂决策给出了重要证据。

Flexsim有非常强大的图表分析能力，它不像其他软件那样，模型和数据分析分开实现。而是可以同时在3D模型里表现出来。如左图，当给模型赋予一定的实际数据和指标并且运行以后，工厂的生产情况就直接在模型模拟的过程中，动态的表现出来了。

六、物流仿真技术的发展趋势

仿真技术在很多发达国家发展很快，一些大型的国际企业，甚至当地的中小型企业都已经采用了该项技术，并在应用中取得了很好的效果。在我国，集成化物流规划设计仿真技术的研发目前还处在起步阶段，从2001年开始，山东大学和同济大学开始了相关领域的预研工作，但目前还未见到研发出的实际产品。很多企业对于该项技术的特点还不十分了解。仿真技术在国内的发展，还需时日。

从物流仿真技术的整体情况来看，有着如下的一些发展趋势：

（一）目前，各个领域的新技术不断发展完善，如面向对象技术、动画技术、人工智能技术等，这些技术的更新发展为仿真系统的软件发展起到了很好的推动作用。

（二）随着物流供需链的发展，使得物理上供应链的分布越来越分散，越来越网络化，这使得仿真建模不能仅仅局限在定点，静态的方式下，需要网络化的发展，Internet 条件下的供需链建模和仿真的研究已经迫在眉睫。

（三）供需链管理目前正朝着优化和协同两个方向发展，由此带动了供需链系统建模技术的日益完善。建模手段和模型的求解方法愈加丰富，引入了各种新的和改进的优化技术。相信这项技术的发展很快就会越发成熟。

随着计算机技术的发展和新的制造技术、制造系统的产生，计算机仿真技术将被更广泛地应用到物流系统设计、规划的研究当中，并取得更多成果。

参考文献：

[1]任常锐，供需链仿真技术的发展现状与趋势[J].算机集成制造系统CIMS，2004(2).

[2]康凤举，现代仿真技术与应用[M].国防工业出版社，2001(9).