7.1了解物流系统建模(课件）《物流系统规划与设计（第2版）》(上海交通大学出版社）

项目七： 物流系统建模与仿真 任务一：了解物流系统建模 任务导入P162 物流系统模型有哪些种类？ 物流系统建模的方法和步骤有哪些？ 常见的物流系统模型有哪些？ 一、物流系统建模概述 （一）物流系统建模的概念： 一般来说，人类认识和改造客观世界的方法有三种一般来说，人类认识和改造客观世界的方法有三种： 实验法 抽象法 建模法 1．实验法 概念：实验法是指对客观事物本身直接进行科学实验，以获取结论的方法。 物流系统范围广、环节多、构成要素复杂，很难使用实验法对其进行研究。 2．抽象法 概念：抽象法是指把现实系统抽象为一般的概念，然后进行推理和判断的方法，能够抓住系统的本质。 但是物流系统主要由具备各种功能的实体组成，不适合将其抽象成简单的概念去探究本质。 3．模型法 模型法是指在对现实系统进行抽象的基础上，把它们再现为某种实物的、图画的或数学的模型，再通过模型对系统进行分析、比较和研究，最终得出结论的方法。 模型法克服了实验法对可操作性要求较高和抽象法过于理论化这两个缺点，十分适用于物流系统这种高复杂度、强实践性系统的研究工作。 （一）物流系统建模的概念： 综上，物流系统建模是指对物流系统的特征要素及其相互关系和变化趋势进行抽象描述，并用模型来概括的方法。 物流系统模型用于描述物流系统要素之间、物流系统与外部环境之间的相互关系，能够反映物流系统的一些本质特征。 （二）物流系统模型的分类 1．实物模型 2．图示模型 3．模拟模型 4．数学模型 （二）物流系统模型的分类 1．实物模型 概念：实物模型是现实系统的放大或缩小，能反映系统的主要特征和各个组成部分之间的关系。如仓库模型、交通运输模型等。 优点：形象、直观，便于研究者共同探讨。 缺点：不易说明要素之间的数量关系和内在联系，也很难用于物流系统的优化研究。 （二）物流系统模型的分类 2．图示模型 概念：图示模型是指用图表或其他符号对系统的实际状态加以抽象的模型。如农产品流向图。 优点：直观易懂、逻辑清晰，可以描绘出各要素之间的简单关系。 缺点：抽象性强，难以完整反映物流系统的特征。 （二）物流系统模型的分类 3．模拟模型 概念：用一种原理上相似，但更容易分析或求解的系统代替或近似地描述另一种系统，前者称为后者的模拟模型。 模拟模型分类 可以接受数据输入并进行动态演示的可控模型 用计算机程序语言表达的模拟模型 （二）物流系统模型的分类 4．数学模型 概念：数学模型是指用数学方式对系统进行描述的模型，即把物流系统及其要素的相互关系用数理逻辑方法和数学语言抽象地表示出来。 数学模型分类 （1）确定型数学模型 （2）随机型数学模型 （3）连续型数学模型 （4）离散型数学模型 （三）物流系统建模的必要性 01 03 02 04 建设物流系统的需要 节省时间的需要 节省成本的需要 物流系统灵活性分析的需要 （四）物流系统建模的原则 准确性 简明性 实用性 反馈性 可辨别性 二、物流系统建模的方法和步骤 （一）物流系统建模的方法 1．推理分析法 问题明确、内部结构和特征十分清楚的物流系统 利用已知的定律和定理，经过分析和推理，建立物流系统模型 （一）物流系统建模的方法 2．统计分析法 内部结构和特征不是非常明确，又不能直接进行实验观察的物流系统 收集数据，用统计分析方法（如方差分析、相关分析等）建立物流系统模型 3．人工模拟法 物流系统结构复杂、性质不太明确、缺乏足够的数据，且无法进行实验观察 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）物流系统建模的步骤 2．确定变量之间的关系 3．构造模型 4．求解模型 5．检验模型 1．认识系统，确定变量 三、常用的物流系统模型 （一）最优化模型 概念：最优化模型依赖精确的数学方程式和严谨的数学计算过程来分析和评价物流系统的各种可选方案，从数学上证明所得到的解是最优解。 最优化模型类型 数学规划模型 排队模型 枚举模型 微积分模型 （一）最优化模型 优点 给定一系列假设条件就能够得到问题的最优解。 借助计算机软件对所有方案进行评估，能提高分析效率和结果可靠程度。 局限性 由于实际物流系统的复杂性，如果建立的模型对物流系统的描述过于细致，会使变量和约束条件增加 （二）仿真模型 物流系统规划与设计中存在许多随机因素，有时数学上的最优解并不是问题的关键，因此建立物流仿真模型成为研究人员的另一种选择。 仿真模型分类 物理仿真模型 数学仿真模型 物理与数学结合模型 （二）仿真模型 优点 能真实地模拟物流系统运作情况，再现可能出现的各种不确定性因素。 缺点 需要统计分析技术和大量的数据信息，运行时间较长。 （三）启发式模型 启发式模型是最优化模型和仿真模型的综合，是以启发式方法为基础建立的系统模型，常用来解决复杂物流系统的决策问题。