企业生产物流系统的建模与仿真

沈　曦

摘 要：介绍了企业生产物流系统的现状及主要存在的问题，指出其研究的重要意义及其研究的核心内容。用系统科学的观点分析了物流系统的不确定性、非线性、复杂性、适应性、多样性、离散性和动态性的特点，总结了物流系统建模与仿真的方法，并展望了基于Agent的建模与仿真方法的应用前景。

关键词：生产物流 规划

1.引言

随着经济全球化，企业的竞争也扩大到全球范围。在当今激烈的市场竞争形势下，各制造商在其所熟悉的核心业务即原材料节约，提高生产效率方面来降低成本，都已做了很大的努力，其次可以进一步改善的就是采购和生产过程中的搬运、装卸、运输、包装、配送等物流活动。因此，加强企业物流系统研究，对企业物流系统进行优化，从而提高生产物流的效率，缩短产品的生产制造周期，提高企业产品的市场竞争能力，增强企业竞争力有很大的作用。

企业物流，不但与企业经营系统密切相关，而且与区域物流系统融为一体。因此对大中型企业物流系统采用系统论的观点和方法进行分析，有利于企业降低成本，提高物流系统的效率。

2.生产物流研究的重要意义

在我国，企业物流是一个明显的薄弱环节、企业物流管理不畅，则时间、空间浪费大，重复搬运，流动路径不合理，产品供货周期长，不仅直接阻碍企业生产效率的提高，而且占用大量资金，成为企业发展的包袱。

另一方面，从本质上讲，社会物流的发展是由社会生产的发展带动的，当企业物流管理达到一定水平，对社会物流服务就会提出更高的数量和质量要求，物流业的发展才会走上快车道。如果企业本身物流管理混乱、物流水平低下，则企业和社会第三方物流的结合就缺乏黏性。

因此，面向生产领域的企业物流是绝对应该重点研究的领域、企业物流包括供应物流、生产物流、销售物流、回收物流、废弃物物流、其中，供应物流、销售物流、回收物流、废弃物物流实际上都离不开社会物流系统的支持，要受到企业内外各方面条件的制约。生产物流是企业物流研究的核心环节，它是企业的物流系统与生产系统的结合环节，一般是企业改进物流管理时的着手点，同时它在很大程度上决定了企业其它物流系统的规划。

企业生产物流一般是指：原材料、燃料、外购件投入生产后，经过下料、发料，运送到各加工点和储存点，以在制品的形式，从一个生产单位（仓库）流入另一个生产单位，按照规定的工艺过程进行加工、储存，并借助一定的运输装置，在某个点内流转，又从某个点内流出，始终体现着物料实物形态的流转过程。它构成了企业内部物流活动的全过程。所以企业生产物流的边界起源于原材料、外购件的投入，止于成品仓库，贯穿生产全过程，在整个制造系统中循环流动。物料随着时间进程不断改变自己的实物形态和场所位置，物料始终处于加工、装配、储存、搬运或等待状态。

生产物流担负运输、储存、装卸物料等任务。物流系统与生产制造的关系，如同人体中血液循环系统与内脏器官的关系一样，物流系统是生产制造各环节组成的有机整体的纽带，又是生产维持延续的基础。国内外的生产实践充分说明了生产物流研究对加强企业管理、提高经济效益具有重要作用，意义十分深远。

3.物流系统的建模与仿真

3.1研究方法

物流系统研究的目的是对物流系统进行规划、管理、控制；选择最优的物流方案；寻求降低物流成本、改进服务、提高物流效益的途径等，如库存水平（重新订货点、安全库存量等）的确定、运输（或搬运）路径的选择、自动导向车的运行轨道和作业控制、自动分拣机的运行、物流配送中心经营管理的决策支持、制造模式（推、拉、即时）的选择、配送中心及仓库的选址等的研究。因此必须运用各种现代科学的理论和方法。

3.2建模与仿真

在物流系统中，库存水平的确定、运输方式及路线的选择、自动导向车的运行轨道和作业控制、自动分拣机的运行、物流配送中心经营管理的决策支持、制造模式的选择、配送中心及仓库的选址均可利用仿真法来做决策，且此类问题的仿真可归为对排队、库存和网络的仿真。

4.物流系统仿真的发展前景

由于物流系统的随机不确定性、非线性、复杂性、适应性、多样性、离散性和动态性，难于用传统的最优化法和启发式法对物流系统进行建模，而仿真技术则是分析、设计和优化复杂物流系统的有力工具。当前，对物流系统仿真的研究主要有基于Petri网的网络模型、面向对象的离散事件系统建模和仿真方法和基于Agent的建模技术。如有研究者出了一种基于Petri网动态模型的物流系统的Petri网模型，可以将物流系统的物理过程通过网系统表示出来，并总结了将离散事件仿真用于复杂制造和物流系统的设计、运作和连续的改进。

基于Petri网的建模方法对于描述系统动态特性、测试业务过程的变化非常方便，但必须采取自顶向下的建模方法。另外，当具有多个供应商及存在任务冲突时，应用Petri也遇到较大的困难。面向对象建模与仿真技术具有可理解、可重用、可扩充、模块化且易于实现并行仿真的优点，但由于它对模型的处理缺乏有效的数学分析和验证手段，并且一些基本概念的定义不精确，抽象性也有所欠缺。基于Agent的建模仿真方法是在复杂适应系统理论指导下，研究复杂系统的一种有效方法，它是结合了Agent技术和建模方法，为物流系统的协调、集成、优化、运作和建模仿真提供了有效和先进的研究方法，是一种更有发展前景的建模仿真技术。◆

参考文献：

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[2] 陈思云,刘天竹. 基于Petri网的仓储物流系统建模与仿真[J]. 武汉理工大学学报(交通科学与工程版) , 2005,(03) .

[3] 郑妮,齐欢,代建民,. 物流车辆监控系统建模与仿真[J]. 计算机仿真 , 2005,(12) .