1.5.3 计算机仿真方法

更新于 2026年10月13日 版权声明
1.5.3 计算机仿真方法

计算机仿真方法是利用数学公式、逻辑表达式、图表等抽象概念来表示实际运输与物流系统的内部状态和输入、输出关系,以便利用计算机对模型进行仿真,通过仿真取得运输与物流系统规划所需要的信息或数据。虽然计算机仿真方法在模拟构造、程序调试、数据整理等方面工作量大,但是由于运输与物流系统结构复杂、不确定性强,所以相对于解析法仍有很大优势,已成为运输与物流系统规划的主要方法。

1.系统动力学法

系统动力学是一门基于系统论,吸取反馈理论与信息论的精髓,并借助计算机仿真技术的交叉学科。按照系统动力学的观点,系统结构的含义包括两个方面:一是指组成部分的子结构及其相互间的关系;二是指系统内部的反馈回路结构及其相互作用。系统的结构与功能分别表示系统的构成与行为的特征,结构与功能有对立统一的关系,在一定条件下可以相互转化。系统动力学能定性和定量地分析和研究系统,它采用不同于功能模拟(又称黑箱模拟)的模拟技术,从系统的微观结构入手建模,构造系统的基本结构,进而模拟与分析系统的动态行为。因此,系统动力学模型适合研究系统随时间变换的问题。

2.Petri网法

Petri网是一种系统的数学和图形描述与分析工具。对于具有并发、异步、分布、并行、不确定性或随机性的信息处理系统,都可以利用这种工具构造出相应的Petri网模型,然后对其进行分析,即可得到有关系统结构和动态行为方面的信息,根据这些信息可以对所研究的系统进行设计和评价。Petri网能较好地描述系统的结构和各种关系,是能以图形表示的组合模型,具有直观、易懂和易用的优点,对描述和分析具有它独到的优越之处;同时它又是严格定义的数学对象,具有完善的数学理论基础。因此,应用Petri网建模方法,对运输与物流系统进行功能描述和建模分析非常有效。

3.Mutti-Agent法

Agent作为分布式人工智能概念模型,具有自己的行为、目标和知识,是在一定环境下自主运行的实体,具有主动性、独立性、智能性、反应性和交互性等特点。多个Agent通过协同机制构成多Agent系统(Multi-Agent System,MAS),MAS运作是在对系统中的多个Agent目标、资源和知识等进行合理安排的基础上,这些Agent通过相互协同和协作,并各自独立地运行,在实现各自的目标基础上来完成MAS的总体目标,与现实的物流系统运作具有相似的特征。因此,基于Multi-Agent的物流系统模拟具有一定的优越性。

除了上面的三种主要方法外,还有用于预测的统计分析法,用于评价的加权函数法、功效系统法以及模糊数学方法等其他方法。运输与物流系统规划中常用的建模方法及其适用范围如表1.2所示。

表1.2 运输与物流系统常用模型及其适用范围

图示

注:●表示相互对应。

案例分析:沃尔玛物流配送体系

2002年1月22日,美国著名的商业连锁企业凯马特(Kmart)公司向法院提出破产保护,从而成为美国历史上申请破产保护的最大一家商业零售商。就在凯马特倒闭的同时,美国的另一家零售业巨头沃尔玛(Wal-Mart)却坐上了全球500强之首的宝座。(https://www.daowen.com)

2011年,沃尔玛继续荣登全球500强之首,营业收入总额达到了4 218亿美元,超过了全世界所有的银行与保险金融机构,成为全球第一大营业收入企业,创造了传统零售业“不灭的神话”。

沃尔玛获得巨大成功的原因有很多,其价格营销、服务营销、形象营销都是成功的基石。但沃尔玛成功的最重要经验之一,就是基于物流管理领域的变革。早在20世纪70年代,沃尔玛就通过激光扫描技术与计算机信息系统建立了统一配送中心与中转配送中心,改变了过去由总部直接面向各连锁店配送的模式,解决了大规模物流配送的成本和效率等“瓶颈”问题。20世纪80年代初,沃尔玛又将电子数据交换(EDI)系统应用于连锁店和总部之间的信息交换。通过电子数据交换来自动提示和控制商品库存量,使公司总部能够全面掌握销售情况,合理安排进货结构,同时补充库存和不足,降低存货水平,大大减少了资金成本和库存费用。

此外,公司投入4亿美元巨资同休斯公司合作发射了专用卫星,用于全球店铺的信息传送与运输车辆的定位及联络。通过该系统,沃尔玛总部可在1小时之内对全球4 000多家分店内每种商品的库存、上架以及销售量全部盘点一遍。当库存减少到一定量的时候,系统会发出信号提醒商店及时向总部要求进货,在商店发出订单后36小时内所需货品就会出现在货架上。公司在5 500辆运输卡车上全部装备了全球卫星定位系统(GPS),对每辆车的位置、货物装载情况和货物运送目的地一目了然,可以合理安排运量和路程,最大限度地发挥运输潜力。公司还投资2 400万美元建立了全美最大的私人卫星视频通信系统,可以同时和1 000多家商店进行视频通话,传达总部的会议情况和决策。正是凭借上述先进的物流管理模式,沃尔玛能够喊出“天天降价”的口号,在激烈的商业竞争中以极低的库存成本、高效的物流配送体系和快速满意的客户服务水平始终保持着领先于竞争对手的优势。

●根据案例,思考下列问题:

1.沃尔玛成功的关键是什么?

2.通过本案例,请谈谈你对物流的看法。

●问题思考与训练

1.什么是运输系统?其特征是什么?有哪些运输方式?

2.什么是物流系统?其特征和目标是什么?有哪些分类方法?

3.运输与物流系统有哪些要素?并详细叙述其内容和功能。

4.简述运输与物流系统的结构。

5.物流系统规划的原则是什么?主要内容包括哪些?

6.运输与物流系统规划的常用的方法有哪些?试对其优缺点进行比较,并思考其适用条件。

✍AI写作