物流系统建模导论(2015)课件.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,感谢您的关注！,学习目的,1,掌握物流系统建模的概念、过程和方法；,2,掌握物流系统仿真的原理、框架和方法；,能对一般的物流系统建模，运用,Flexsim,RaLC,MATLAB,等软件进行建模仿真。,教材及参考书,彭扬,吴承健,.,物流系统建模与仿真，杭州：浙江大学出版社,.2009.5,李文锋，物流系统建模与仿真，北京：科学出版社,.2010.12,吕明哲，物流系统仿真，大连：东北财经大学出版社,.2008.10,杨启帆等，数学建模，杭州：浙江大学出版社,.2010.11,课程内容,第,1,章：绪论,3,学时,第,2,章：物流系统建模方法,3,学时,第,3,章：,Matlab,与数学模型,6,学时,第,4,章：排队模型与存储模型,3,学时,第,5,章：物流系统仿真技术,3,学时,第,6,章：物流仿真软件与,Flexsim,基础,3,学时,第,7,章：,Flexsim,生产物流仿真,3,学时,第,8,章：,Flexsim,分拣配送仿真,3,学时,第,9,章：,Flexsim,高级仿真开发,3,学时,现代物流业及其发展,物流业与物流学科,物流学科的定位,形式价值,（,form utility,）,时间价值,（,time utility,）,场所性价值,（,place utility,）,所有权价值,（,possession utility,）,产生于,产生于,产生于,产生于,生产过程,存储过程,运输过程,销售过程,物质从供给者到需求者之间存在着空间差，把物资从供给者送到需求者中，创造了场所性价值。,物质从供应者到需要者之间有一段时间差，由于改变这一时间差所造成的价值。,商,品,价,值,7,Right product,Right quality,Right quantity,Right place,Right time,Right cost,Right impression,原材料、产成品从起点至终点及相关信息有效流动的全过程。,将运输、仓储、装卸、加工、整理、配送、信息等方面有机结合，形成完整的供应链，为用户提供多功能、一体化的综合性服务。,现代物流,物流思想的形成,物品位移,储存 包装,装卸 运输,配 送,物 流,人类需求,初期活动,活动创新,创新集成,物品搬运,活动深入,信息技术系统科学,自然产生,逻辑发展,深入研究,物流的产生,社会需求,+,物流思想,+,科学技术的成果,（高质量物流）（系统集成）（系统科学,+,信息技术）,|,物流学科,物流的功能,包括客户订单处理，物资的运输、保管、装卸、包装、流通加工，包装物及废弃物的回收，以及与之相连的物流信息管理。,辅助功能,主体功能,运输,储存,配送,包装,装卸搬运,流通加工,信息管理功能,物流在国民经济中的地位和作用,是企业的,“,第三利润源泉,”,物流合理化,第一利润源泉,物质资源的节约,第二利润源泉,劳动消耗的减少,生产过程的必要条件；,创造产品的时间价值及场所性价值；,创造新物质，使产品增值；,现代经济的第三利润源泉；,降低产品物资消耗；,提高劳动生产率；,降低物流成本；,确保社会正常的生活和工作秩序。,物,流,物流在企业发展中的作用,增加产品的时间、场所价值；,降低产品成本；,实现成功销售；,，,基于网络的电子物流的兴起,物流企业的集约化与协同化,物流园区,(,Logistics Park,),的建设和发展,物流企业合并与合作,物流服务的优质化与全球化,现代物流的发展趋势,第三方物流的快速发展,潜力大、渐进性明显、增长率高,绿色物流,21,世纪的新要求,对物流系统污染进行控制,建立工业和生活废料处理的物流系统,绿色 环保,采用排污量小的货车车型,近距离配送,夜间运货，减小交通阻塞,节省燃料和减小排放,现代物流与传统物流的比较,项目,传统物流,现代物流,物流,服务,各种物流功能相对孤立,无物流中心,不能控制整个物流链,限地区内的物流服务,被动的服务,短期合约,靠价格竞争,提供标准服务,强调物流功能的整合,采用物流中心,供应链的全面管理,跨区域的物流服务,主动的服务,第三方物流的普遍采用,长期战略伙伴关系,降低物流总成本,增值物流服务,定制的物流服务,物流信息技术,无外部整合系统,有限的或无EDI,联系,无卫星跟踪系统,实时信息系统,广泛应用,EDI,卫星跟踪系统,物流,管理,有限的或无现代管理,分散管理,信息化管理,系统管理,全面质量管理,一门新兴的交叉学科；,由管理学、经济学、工学和理学等相互交叉形成,有着自己的学科体系。,物流学科定位,引导问题（二）,物流的核心是什么？,系统的主要特征有哪些？,物流系统有哪些要素？,SYSTEM,一般系统的奠基者,L.V.,贝塔朗费给系统作出的定义是,:,相互作用的诸多要素的综合体,日本,JIS,工业标准中对系统的定义是,:,许多组成要素保持有机的秩序,向同一目的行动的东西,美国著名学者阿柯夫,(R.L.Ackoff,),认为,:,系统是由两个或两个以上的相互联系的任何种类的要素所构成的集合,系统是相互关联的若干要素的集合体,Oxford dictionary,defines system as:,a set of things working together as a mechanism or interconnecting network.,Webster dictionary,defines system as:,a regularly interacting or interdependent group of items forming a unified whole,SYSTEM,A group of interacting,interrelated,or interdependent elements forming a complex whole.,A set of objects or phenomena grouped together for classification or analysis.,钱学森定义系统为：,由相互作用而又相互依赖的若干组成部分结合的具有特定功能的有机整体。,基本属性：,两个以上的要素组成的整体；,系统内部存在着一定的有机联系；,系统作为一个整体具有特定的功能或效能。,系统的概念,语源,上：,“,系统,”,英文,“,System”,拉丁语,“,Systema”,“Syn-”,“histemi”,或,“,tema”,词冠 动词词干,（在一起、共同的）（放置、定位）,意思,:,直译为有条理、有秩序地,“,放在一起,”,。,类似于集合,“,set”,的概念。,人体是一个有机的系统,由神经系统、呼吸系统、消化系统、循环系统、生殖系统等子系统构成的系统；,一个大的系统里面，可以有若干个子系统,可以层层分解，形成树状结构,一部机器是一个系统,由动力系统、传动系统、控制系统等子系统构成,一个国家的交通运输系统,由铁路运输、公路运输、水路运输、航空运输，管道运输这些子系统构成的大系统,系统的一般模型,从一般模型中，需要把握以下四点：,系统是由输入处理输出三部分组成,系统内部有物质、能量、信息三种流的流动,系统都有反馈和环境自适应能力,系统都有一个严密的层级结构,处 理,反馈,输入,输出,环境,e,3,e,4,e,1,e,2,边界,外部或环境,输入,输入,输出,输入,X,经系统,S,作用后产生输出,Y,若记,e,为环境因素,则可记为,Y,=,S,(,X,，,e,),系统的研究对象,描述系统,“三要素”,：实体、属性、活动,实体,确定了系统的构成，也就确定了系统的边界；,属性,也称为描述变量，描述每一实体的特征；,活动,定义了系统内部实体之间的相互作用，从而确定了系统内部发生变化的过程。,边界,环境,系统,输入,输出,系统的定义形形色色,但基本包括：,各要素构成整体,各要素彼此联系,整体有特定的功能,整体性,；,相关性,；,目的性；,环境适应性。,系统的特征,整体性,系统的整体功能不是各组成要素的简单叠加，而是呈现出各组成要素所没有的功能,概括地表述为整体大于部分之和,相关性,各要素之间相互联系、相互作用、相互影响,不是简单的加总，即,1,12,，,可能互相增强，也可能互相减弱,系统必须有一定的有序结构。,目的性,系统具有能使各个要素集合在一起的共同目的,系统通常具有多重目的。,例如企业的经营管理系统，在限定的资源和现有职能结构的配合下，它的目的就是为了完成或超额完成生产经营计划，实现规定的质量、品种、成本、利润等指标。,环境适应性,环境是指出现于系统以外的事物,(,物质、能量、信息,),的总称,相对于系统而言，环境是一个更高级的复杂的系统,系统存在于环境中，与环境相互依存,系统必须经常与外部环境保持最佳的适应状态,系统观念的历史发展,古代系统思想,周易,把世界看成多要素、多层次的整体,道家提出,“,道生一、一生二、二生三、三生万物,”,古代中医把人与环境看成一个密切相关的整体,孙子兵法,从,“,道、天、地、将、法,”,五个方面论述战争、战略与战术问题,战国时期李冰父子设计和指挥修造的都江堰工程,近代系统思想,用系统方法构造的完整的哲学体系,整个世界被看作一个有机联系的复杂系统,现代系统思想,系统思想得到了极大和极快的发展,耗散结构、协同学、超循环理论、突变论、混沌学等一系列关于系统的新学科、新理论 诞生,混沌理论,-,系统无序和有序的统一，确定性和随机性的统一，以及稳定性和不稳定性的统一，即系统自组织过程的复杂性,引导问题（三）,物流从业者的知识和能力体系包括哪些？,如何理解“物流系统工程”？,为何要学习“物流系统建模与仿真”？,延伸阅读：物流专业从业方向分析！,系统工程,19,世纪下半叶起，开始考虑生产系统中的协调与综合，关注关于系统的技术；,二战期间，英国成立了一个跨学科的,O,R,(0perational Research),小组，导致了一种新的研究、分析系统问题的技术慢慢诞生；,战争结束后，系统方法在环境污染治理、生产技术选择、水力资源综合利用、大规模武器系统开发等方面取得了成功；,系统工程溯源,解决系统问题的思路,确定一个或多个目标；,确定达到目标需要的资源与条件；,确定可达到目标的,(,可行,),方案；,对各个方案在达到目标与所需资源、条件等方面进行综合分析与评估；,根据一定的标准，判别各个方案优劣的次序；,选择最终实施的方案。,是从整体出发合理开发、设计、实施和运用系统科学的工程技术,根据总体协调的需要，综合应用自然科学和社会科学中有关的思想、理论和方法,利用电子计算机作为工具，对系统的结构、要素、信息和反馈等进行分析,达到最优规划、最优设计、最优管理和最优控制的目的,系统工程,系统工程,钱学森说它是一种科学方法,美国学者说是一门科学,有的人说它是一门特殊工程学,大多数科学家认为是一种管理技术,钱学森院士认为,:,系统工程是关于组织,管理,规划,研究,设计,制造,试验和使用系统的科学方法,是一种对所有系统都具有普遍意义的科学方法,.,中国工程院院士汪应洛教授说：系统工程是一门以大系统为研究对象的多学科,、,跨行业的边缘学科，它结合自然科学,、,工程技术和社会科学的思想，理论和方法，把系统内人类的生产，科研或经营组织起来，应用现代数学和电子计算机为工具或手段，对系统构成的要素,、,组织结构,、,信息交流和反馈控制等功能进行分析,、,设计,、,制造和运行，从而达到系统的最优设计,、,最优控制最优管理,40,年代是现代系统工程的起点；,50,年代，系统工程方法全面形成；,60,年代之后，系统工程方法取得突破；,70,年代之后，系统工程应用范围不断扩大，由工程系统工程发展到复杂系统工程，特别是复杂巨系统工程；,70,年代中后期，软系统思想出现，并创造出一些面向更复杂系统的方法。,20,世纪中总体发展情况,研究对象是工程系统；,研究目标是让系统达到最优；,是工业工程学的发展，应用广泛；,横跨许多技术的交叉科学；,数学要求高，离不开计算机。,系统工程学科特点,系统工程的内容结构,社会学科,工程,法律,医学,教育,环境,问题形成,目标选择,系统综合,系统分析,最优化,决策,实施计划,专业学科）,知识维,逻辑维（步骤）,规划,计划,研制,生产,安装,运行,更新,时间维（进程）,霍尔三维结构,逻 辑 维,明确问题,系统指标设计,系统方案综合,系统分析,系统选择,决策,实施计划,时 间 维,规划阶段,拟定方案,研制阶段,生产阶段,安装阶段,运行阶段,更新阶段,知 识 维,社会科学,工程,医药,建筑,商业,法律,管理,艺术,工程系统,；,社会系统,；,经济系统,；,农业系统,；,企业系统,；,科学技术管理系统,；,系统工程的应用,军事系统；,环境生态系统；,人才开发系统；,运输系统；,能源系统；,区域规划系统。,系统工程的应用,物流系统与系统工程,物流系统,在一定的时间和空间里由所需位移的物资、包装设备、装卸搬运机械、运输工具、仓储设施、人员和通信联系等若干相互制约的要素所构成的具有特定功能的有机整体。,物流系统是一个,“,人机系统,”,;,物流系统是一个大跨度系统,;,物流系统是一个可分系统,;,物资的包装系统 物资的装卸系统,物资的运输系统 物资的储存系统,物资的流通加工系统 物资的回收再利用系统,物资的情报系统 物流的管理系统等,物流系统的特点,物流系统是一个动态系统；,物流系统是一个复杂系统；,物流系统是一个多目标系统。,物流系统的特点,物流系统要素,物流系统的功能要素,物流系统的支撑要素,物流系统的物质基础要素,流动要素,网络要素,物流系统的功能要素：,运输、储存保管、包装、装卸搬运、流通加工、配送、物流信息,物流系统要素,物流系统的支撑要素,体制、制度，法律、规章，,行政命令和标准化系统等,物流系统要素,物流系统的物质基础要素,物流设施；,物流装备；,物流工具；,信息技术及网络；,组织及管理。,物流系统要素,物流系统的流动要素,流体、载体、流量、流向和流程,物流系统要素,物流系统的网络要素,物流过程中商品储存、停留的场所,物流系统要素,各物流要素之间存在目标冲突：,物流系统有运输、储存、包装、装卸、流通加工、物流信息处理功能，独立存在时各自的目标有互相冲突的地方。,物流要素内部的目标冲突：,物流系统内部功能要素之间的目标冲突应用于任何一个功能要素，则要素内部也存在目标冲突。,物流要素与外部系统之间存在冲突：,物流系统与环境之间存在联系，相互系统之间在目标上必然存在冲突。,“,效益背反,”,的几个现象,减少库存据点并尽量减少库存，势必使库存补充变得频繁，必然增加运输次数。,简化包装，则包装强度降低，仓库里的货物就不能堆放过高，这就降低了保管效率。而且在装卸和运输过程中容易出现破损，以致搬运效率下降，破损率增多。,为了避免断档，就要增加库存量，仓储费用就会上升,将铁路运输改为航空运输，虽然运费增加了，而运输速度大幅度提高了。不但减少了各地物流据点的库存，还大量减少了仓储费用。,S,ervice,S,peed,S,afety,S,aving,S,cale Optimization,S,tock Contro1,物流系统的目标,获得宏观和微观的经济效益！,R,ight product,R,ight quality,R,ight place,R,ight quantity,R,ight time,R,ight cost,R,ight impression,冲突,平衡,发展 进步,物流系统工程定义,方法论角度,工学角度,管理学角度,从系统工程角度研究物流,从工程角度研究物流系统的设计与实现,从物流系统的整体出发，进行综合组织管理活动过程,“,物流系统工程,”,掌握物流系统预测、评价和决策的基本方法,具有一定的物流系统建模和分析的能力,系统分析（,SA）,系统分析（,SA）,是在对系统,问题,现状及,目标,充分挖掘的基础上，运用,建模,及预测、优化、仿真、,评价,等方法，对系统的有关方面进行定性与定量相结合的分析，为,决策者,选择满意的系统,方案,提供决策依据的分析研究过程。,SA,是,SE,的核心内容、分析过程和基本方法,。,系统分析基本步骤,系统建模与仿真分析是,SE,的核心技术,Thank you!,