物流系统建模与仿真

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1、物流系统建模与仿真本章主要介绍物流系统的模型分类、建模方法和常用物流系统模型、系统仿真的有关概念等内容，通过两个实际物流系统的模型建立和仿真，介绍了有关模型建立和仿真的实际应用。第一节物流系统模型概念一、物流系统模型定义和特征物流系统模型是对物流系统的特征要素、变化规律和相关信息的一种抽象表达，它反映了物流系统的某些本质属性，描述了物流系统各要素间的相互关系、系统与环境之间的相互作用，反映了所研究的物流系统的主要特征。物流系统模型具有如下三个特征：（1）实体的抽象或模仿；（2）由与分析问题有关的因素所组成；（

2、3）表明因素间的关系。二、物流系统模型分类第二节物流系统的建模方法一、建立物流系统模型的必要性1）模型比实体要简洁得多，它所表达的因素也只是现实物理系统中所有因素的主要部分。2）人们通过建立和不断改进模型，进一步理解和认识物流系统的真实情况。3）建立物流系统的模型是物流合理化的重要前提。4）建立物流系统的模型可以大大简化现有物流系统或新的物流系统的分析过程，加快物流系统的分析过程。二、建立物流系统模型的原则①准确性，模型必须反映现实系统的本质规律，合乎科学根据，合乎科学规律和经济规律。②可靠性，模型必须反映事

3、物的本质，且有一定的精度。③简明性，模型的表达式应明确、简单、抓住本质。④实用性，使模型标准化、规范化，尽量采用已有模型。⑤反馈性，建模时要注意灵敏问题，即留心哪些参数或变量的改变对模型影响特别敏感。（1）优化方法：运用线性规划、整数规划、非线性规划等数学规划技术来描述物流系统的数量关系，求得最优决策。（2）模拟方法：利用数学公式、逻辑表达式、图表、坐标等抽象概念来表示实际物流系统内部状态和输入/输出之间的关系，以便通过计算机对模型进行试验，通过实验取得改善物流系统或设计物流系统所需要的信息。（3）启发式方法

4、：运用一些经验法则来降低优化模型的数学精确程度，并通过模拟人的跟踪校正过程求出物流系统的满意解。（4）其它建模方法：如用于预测的统计分析法、用于评价的加权函数法、功效系统法及模糊数学方法等。三、物流系统的一般建模方法（一）推理法对系统内部结构和特性已经清楚，系统较简单，应确立直接推理分析的基本观点，即利用已知的科学定理和定律，经过分析和推理，得到系统模型，故此法又称为直接分析法。【例4-1】做体积为定值A，底面长:宽=2:1的长方体包装箱，欲节省制作材料，可采取什么措施？解：设：x，y，z分别为长方体的长、宽

5、、高，则A=xyz，且x:y=2:1由此可得因为表面积为令实际问题经数学抽象后，转化为求解S=f（x）这样一个一元函数的最小值问题。【例4-2】某连锁商店拟建一新供货仓库，向Si（i=1，2，…，6）个商店供货。新供货仓库到各个商店的运输费用与运输量和距离的乘积（以吨/公里表示）成正比例，已知各个商店的需求量为Mi（i=1，2，…，6），新库在何位置才能使总运输费用C最低？OM1S1(X1,Y1)M2S2(X2,Y2)M6S6(X6,Y6)M5S5(X5,Y5)M3S3(X3,Y3)M4S4(X4,Y4)YX

6、最佳库址选择示意图设比例系数为1，根据最小二乘法数学原理，可建立如下数学模型公式：其中C表示总运输费用，求出C的最小值点的坐标x，y，问题就得到了解决。（二）统计分析法对系统内结构和特性不很清楚，但已有或通过实验获得了系统功能的有关数据，可通过数据分析建立数学模型。（三）实验分析法对系统内部结构和特性不很清楚，但可对系统进行实验操作，通过实验发现矛盾、分析矛盾，确定关键变量及参变量，建立一个初步实验模型，并一步步改进。【例4-3】某企业物流部的销售物流系统经常通过广告宣传本企业产品，收到不错的效果。当广告费增

7、加的时候，往往销售额成正比例递增，线条①；当某产品广告费用达到一定额度后，销售额不一定随之增加，而是出现一个平台期，线条②；每种产品必然有一个最佳广告费用，即最佳广告宣传额度。超出这个额度，宣传过量，反而会适得其反，使销售额下降，线条③。（四）人工实现法对系统的内部结构和特性尚不清楚，系统结构复杂，既无足够的数据，又无法对系统进行实验，甚至不允许做实验时，可以人为地逐步建立模型。（五）主观想象法对系统内部结构和特性不清楚，既无足够数据，又不能在系统上做实验，且无法通过人工具体实施。在似乎无法开展建模活动的情形

8、下，可以利用“主观想象”，凭直觉经验来人为地先构想一个模型。（六）混合法复杂系统模型的构造大都需要综合运用上述几种方法，才能得到满意的结果，这种将各种方法混合使用建立系统模型的方法称为混合法。不同条件下应采用的建模方法虽然不同，但是建立任何一个模型的过程都离不开“有目的地深入了解真实情况→实验观察，大量收集资料→找出关键要素→弄清变量关系→构造并建立模型→付诸实践，反馈效果”这样一个基本操作步骤。第