物流系统工程 王长琼 第五章 物流系统建模.ppt

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1、第五章物流系统建模第一节系统模型概述一、系统模型的定义与特征定义——系统模型就是对一个系统某一方面的本质属性的描述，它以某种确定的形式（例如文字、符号、图表、实物、数学公式等）提供关于该系统的某一方面的知识。系统模型的特征：第一，它是对现实系统的抽象或模仿；第二，它是由反映系统本质或特征的主要要素构成的；第三，它集中体现了这些主要要素之间的关系。二、系统模型的分类图5-1系统模型的分类与特征对比二、系统模型的分类（一）实体模型即现实系统本身，当系统的大小刚好适合研究而且又不存在危险时，可以将系统本身作为研究模型。如产品质量检验中

2、采取的抽样模型就属于实体模型。（二）比例模型它是对现实系统的放大或缩小，使之适合于研究。（三）相似模型根据相似原理，利用一种系统去代替另一种系统。例如用电路系统代替机械系统、热力学系统进行研究，则电路系统就是后二者的相似模型。（四）文字模型在物理模型和数学模型都很难建立时，有时不得不用文字符号来描述系统特征，如技术报告、说明书等就属于文字模型。二、系统模型的分类（五）网络模型用网络图来描述系统的组成要素以及要素之间的相互关系（包括逻辑关系与数学关系）。（六）图表模型是指用图像和表格形式描述的模型，图像与表格形式二者可以互相转化，

3、这里说的图像是指坐标系中的曲线、曲面或点等几何图形。（七）逻辑模型它是指用方框图、程序单、模拟机排题图等形式表示系统要素逻辑关系的模型。逻辑模型也包括概念模型。（八）解析模型解析模型是指用数学方程式表示系统某些特性的模型。第二节物流系统建模的原则一、建立物流系统模型的必要性使用物流系统模型的必要性在于：（1）物流系统建设的需要（2）经济上的节约（3）时间上的考虑（4）系统分析的灵活性要求二、物流系统模型的建立原则（一）建立系统模型的基本要求1．现实性要求是指系统模型要在一定程度上较好地反映系统的客观实际，反映系统本质特征及其关系

4、，去掉非本质的东西。2．简明性要求是指在满足现实性要求的基础上，应尽量使系统模型简单明了，以节约建模的费用和时间。3．标准化要求模型的准化要求是指，如果已有某种标准化模型可供借鉴，则应尽量采用标准化模型，或者对标准化模型进行某些修改，使之适合对象系统。上述三条要求往往相互矛盾，容易顾此失彼。一般的处理原则是，在现实性的基础上，达到简明性，再尽可能满足标准化要求。（二）建立物流系统模型的基本原则1．切题2．清晰3．精度要求适当4．尽量使用标准模型第三节物流系统建模的方法一、物流系统建模的常用方法（一）推理分析法对于问题明确、内部结

5、构和特性十分清楚的系统，可以利用已知的定律和定理，经过一定的分析和推理，建立系统模型。（二）统计分析法对于那些内部结构和特性不很清楚，且又不能直接进行实验观察的系统（大多数的物流系统及其他非工程系统就属于此类），可以采用数据收集和统计分析的方法，建立系统模型。（三）人工模拟法当系统结构复杂，性质不太明确，缺乏足够的数据、且无法进行实验观察时，可借助一些人工方法，如模拟仿真法或启发式方法，逐步建立物流系统模型。二、系统概念模型的构造图5-2人类活动系统概念模型的一般形式图5-3某公司订单处理系统结构框图图5-4订单处理系统概念模型

6、三、物流系统数学模型建立过程建立系统模型是解决问题过程中的一个子过程。原则上，可按以下五个步骤来建立物流系统的数学模型。（一）明确问题（二）模型假设（三）建立模型（四）模型求解（五）模型分析与检验图5-5实体与模型的关系第四节物流系统模型类型按照物流系统建模的方法可划分为最优模型、仿真模型、启发式模型等三种模型；按照应用问题的不同来划分，又可将物流系统模型分为设施选址模型、库存模型、物流路径优化模型、资源配置模型等等。一、优化模型最优模型是依赖精确的数学方程式和严密的数学过程来分析和评价物流系统的各种可选方案，从数学上可以证明所

7、得到的解是针对该问题的最优解（最佳选择）。最优化模型属于数学模型。这些模型包括各种数学规划模型（线性规划、非线性规划、动态规划、混合整数规划）、排队模型、枚举模型、微积分模型等。最优化模型的优点是，在给定一整套假设条件和数据的情况下，可以保证用户能得到最优解；而且借助于计算机应用软件，能快速得到问题的解答，并能对所有方案进行评估，分析效率高，可靠性高。二、仿真模型仿真模型，就是以代数和逻辑语言做出的对系统的模拟，这种模拟通常要利用随机的数学关系。仿真模型能真实地模拟系统过程，可用于物流系统中的各种规划。最优模型与仿真模型的区别可

8、以仓库选址问题为例进行对比，最优选址模型寻求的是最佳的仓库数量、最佳的位置、仓库最佳规模，而仿真模型则是试图在给定的多个仓库、多个分配方案的条件下，反复使用模型，对多个布局方案进行评价，从中找出最优的系统方案。三、启发式模型仿真模型能够实现模型定义的真实性，最