物流系统模拟技术的应用

系统模拟是一门面向实际的具有很强应用特征的学科,它是一门综合性的新技术科学,模拟技术与计算技术密切相关。采用模拟技术对于研究对象表征不需要非常的抽象,同时模拟模型可以方便地调整系统内部各个环节的结构以及它们之间的关系,这些无疑非常适合于物流系统多变的特性。用模拟方法来构建模型,可以全面分析供应链,随着计算机技术的发展,这种分析手段可以更加深入。考虑随机性,包括供应链结构的随机性与订货和供应的随机性,同时还可以考虑系统的动态需求。同时,使用模拟技术,对物流系统进行研究,可以定性与定量相结合、微观研究与宏观研究相结合。

在物流系统研究中系统模拟技术的应用主要有以下几方面。

1.物流系统规划与设计

在没有实际系统的情况下,把系统规划转换成模拟模型,通过运行模型,评价规划方案的优劣并修改方案,是系统模拟经常用到的一方面。这可以在系统建成之前,对不合理的设计和投资进行修正,避免了资金、人力和时间的浪费。例如,一个复杂的物流系统,由自动化立体仓库、AGV、缓冲站等组成。系统设计面临的问题经常是:如何确定自动化立体仓库的货位数,确定AGV的速度、数量;确定缓冲站的个数;确定堆垛机的装载能力(运行速度和数量),以及如何规划物流设备的布局;设计AGV的运送路线等等。这里生产能力、生产效率和系统投资常常都是设计的重要指标,而它们又是相互矛盾的,需要选择技术性与经济性的最佳结合点。系统模拟运行准确地反映了未来物流系统在有选择地改变各种参数时的运行效果,从而使设计者对规划与方案的实际效果更加胸有成竹。有人说,系统模拟把明天的工厂放到了今天,是不无道理的。

2.物料控制

生产加工的各个工序,其加工节奏一般是不协调的。物料供应部门与生产加工部门的供求关系存在矛盾。为确保物料及时准确地供应,最有效的办法是在供应链上设置仓库,在各个物流作业间设置缓冲区来协调物流节奏。通过对物流库存状态的模拟,可以动态地模拟入库、出库、库存的实际状况。根据加工需要,正确地掌握入库、出库的时机和数量。

3.物料运输调度

复杂的物流系统经常包含若干运输车辆、多种运输路线。合理地调度运输工具、规划运输路线、保障运输线路的通畅和高效等都不是一件轻而易举的事。运输调度策略存在着多种可能性。如何评价各种策略的合理性呢?怎样才能选择一种较优的调度策略呢?策略制定者如果只是说“假如……就会……所以……”是不足以服人的。因为这种假设往往不止一个,要对所有的假设找到最好的解决办法。例如,在一条供应链上,几个下游单位同时提出需求,应该先满足哪一个需求商呢?如果按照装配顺序先给前面的单位送货,似乎是合理的,但是这样一来,如果造成重要客户的库存危机,影响其正常的生产加工,也可能是不合理的。又例如,在调度运输车时经常要考虑调动哪一辆最合理,这时是对每一个申请进行判断,选择最近的车辆,还是照顾到一个时间段可能出现的申请,以平均运输路线最短为目标调度呢?运输调度是物流系统中最复杂的、动态变化最大的环节,很难用解析法描述其全过程。

系统模拟是比较有效的方法。建立运输系统模型,动态运行此模型,再用动画将运行状况、线路堵塞情况、物料供应情况等生动地呈现出来。模拟结果还提供各种数据,包括车辆运行时间、利用率等。通过对运输调度过程的模拟,调度人员对所执行的调度策略进行检验和评价,就可以采取较合理的调度策略。

4.物流成本估算

物流过程是非常复杂的动态过程。物流成本包括运输成本、库存成本、装卸成本等。成本的核算与所花费的时间直接有关。物流系统模拟是对物流整个过程的模拟。进程中每一个操作的时间,通过模拟被记录下来。因此,人们可以通过模拟,统计物流时间的花费,进而计算物流的成本。这种计算物流成本的方法,比用其他数学方法计算更简便、更直观。而且,同时可以建立起成本与物流系统规划、成本与物料库存控制、成本与物料运输调度策略之间的联系,从而用成本核算结果(或说用经济指标)来评价物流系统的各种策略和方案,保证系统的经济性。实际模拟中,物流成本的估算可以与物流系统其他统计性能同时得到系统模拟在物流系统中的应用,除以上四个主要方面外,还可以用来对物流系统进行可靠性分析等。