物流系统计算机模拟

D0I:10.13374/j.issn1001053x.1991.05.013 第13卷第5(1)期 北京科技大学学报 Vo1.13No.5(I) 1991年9月 Journal of University of Science and Technology Beijing Sept 1991 物流系统计算机模拟 吴清一·张伟· 摘要：闲述了在物流系统分折中，应用计算机模拟的必要性和可能性。重点讨论了物 流系统计算机模拟的原理和特点，介绍了物流系统通用橈拟程序(GSPLS),给出了应用 GSPLS解决问题的两个实例。 关健词：计算机模拟，物流系统，离散系统 Computer Simulation of Logistics Systems Wu qingyi·Zhang Wei" ABSTRACT:The necessity and possibility of applying computer simulation in logistics systems analysis are expounds,The principle and characteristic of logistics systems computer simulation are discussed.The general simulation program of logistics systems (GSPLS)and two practical examples applying GSPLS are introduced KEY WORDS:computer simulation,logistics systems,discrete system 物流学是一门新兴的综合学科，由于它对社会流通和企亚生产的经济效益有显著影响， 而得到迅速的发展(1)。现代物流学的基本观念是将包装、运输、存贮、装卸搬运、流通加 工和物流情报等物流活动看成是统一的物流系统的组成部分。物流研究的目标是寻求物流系 统的整体效益最佳。 物流系统的性能取决于许多因素，有的因素还是随机的。对物流系统的分析、改善或新 系统的设计中，应用计算机模拟技术是有效的方法。通常物流系统是离散系统，本文主要介 绍物流系统的离散模拟问题。 1990-10-17收稿 ◆机系(Department of Mechanical Engineering 476

第 1 5卷第 5 ( 1嘲 北 京 科 技 大 学 学 报 v 叭 15 N o . 5 ( I ) l。。 i年 。 月 J o u r n a l o f U n i v e r s i t y o f S e i e n e e a n d T e e h n o l o g y B e i j i n g s e P t l。。 i 物流 系统计算机模拟 吴清一 ` 张 伟 ’ 摘 要 : 阐 述 了 在物流 系统分 析中 , 应用 计算机摸拟 的必要 性和可 能性 。 流 系统 计算机模拟 的原 理 和特点 , 介绍了 物流系统通 用模 拟程序 ( G S P L s) G S P L S 解 决问 题的两个 实例 。 关键词 : 计算机模 拟 , 物流系统 , 离散 系统 重点讨论 了物 给出了应 用 C o m P u t e r S i m u l a t i o n o f L o g i s t i e s S y s t e m s W u q ` n g 夕 ` . Z h a ” 夕 牙 e i . A B S T RA C T : T h e n e e e s s i t y a n d p o s s i b sl i t y o f a P p l y i n g e o m p u t e r s i m u l a t i o n i n l o g i s t i e s s y s t e m s a n a l y s i s a r e e x p o u n d s 。 T h e p r i n e i p l e a n d e h a r a e t e r i s t i e o f l o g i s t i e s s y s t e m s e o m p u t e r s i m u l a t i o n a r e d i s e u s s e d 。 T h e g e n e r a l s i m u l a t i o n p r o g r a m o f l o g i s t i e s s y s t e m s ( G S P L S ) a n d t w o p r a e t i e a l e x a m p l e s a p p l y i n g G S P L S a r e i n t r o d u e e d K E Y W O R D S : e o m p u t e r s i m u l a t i o n , l o g i s t i e s s v s t e m s , d i s e r e t e s v s t e m 物流学是一门新兴 的综合学科 , 由于它 对社 会流 通和 企业 生产的 经济效益 有显著影响 , 而得到迅速 的发展 〔 ` 〕 。 现代物流 学的基本观念是将包装 、 运输 、 存贮 、 装卸搬 运 、 流 通 加 工和物流情报等物流活动看 成是统 一的物流系统 的组成部分 。 物流研究 的 目标是寻求物流系 统 的整体效益最佳 。 物流 系统的性能取决于许多因素 , 有 的因素还是随机 的 。 对物流 系统 的分析 、 改善或新 系统 的设计中 , 应 用计算机 模拟技术是有效的方法 。 通常物流 系统是离散系统 , 本文主要 介 绍物流系 统 的离散模拟 问题 。 、 1 9 9 0 一 10 一 1 7收稿 机械 系 ( D e P a r t m e n t o f M e e h a n i c a l E 红 g i n e e r i n g 4 7 6 DOI: 10. 13374 /j . issn1001 -053x. 1991. 05. 013

1物流系统模拟的原理和方法 1.1离散系统模拟原理 离散系统模拟原理分为以事件扫描为基础的、以活动扫描为基础的和以过程扫描为基础 的3种方法〔？~)。以过程扫描为基础的离散模拟描述了作为模拟对象的实体如何流经具有 一定资源的过程。以过程为基础的模拟，既可采用事件扫描又可采用时间扫描。 本文采用物流系统模拟是以过程扫描为基础的事件扫描法。这种方法是由一个模拟时钟 顺着时间坐标推进。当推进到某一时刻有一个事件要发生时，才停下来考察，相应改变系统 状态，从而触发另一些事件或安排另一些事件的发生时间，然后再向前推进，直到模拟结 束〔7)。在实际物流系统模拟中，需要进行事件扫描，不断挑选下一个该发生的事件和活动。 选择时间最早、优先级最高的事件作为下一个对象，然后把模以时钟拨到那个事件发生的时 刻，触发那个事件。当此事件完成后，将其从事件表中除去，系统状态发生变化。这时进行 活动扫描，考察在此状态下活动条件是否具备。若具备，则执行这一活动，否则寻找下一个 发生的事件，移动模拟指针，依次进行。事件表采用随机处理方式，即安排新事件时不考虑 顺序，有空行就插。 1.2主要参数的处理方法 流动实体：流动实体是系统的基本组成部分。在物流系统中，生产线中的工件、出入库 的货物等都是流动实体。它们在系统运行过程中不断产生，历经系统的各个环节，最后不断 消失。流动实体用一个二维数纽表示，主要内容有流动实体号、流动实体产生时间、参加队 列情况等。 设备和仓车：设备也是系统中的基本组成部分，它不生不灭，始终存在于系统中，如生 产线中的机床，集卸中的站台，搬运工具等。用二维数组记录设备属性，主要内容有设备工 作状态、占用设备原则、设备服务标志等。 仓库有一定的容量，可以同时容纳一定数量的实体，且无时间限制。仓库分为无址仓库 和有址仓库两种，分别用一维数组和二维数组表示。 队列：流动实体在系统运行过程中，经常要加入或离开某个队列。队列情况用二维数组 记录，包括队列号、队前、队尾号以及长度。 随机输入参数：在物流系统模拟中，往往需要输入各种随机变量，如出入库频率、服务 时间和流动实体到达间隔等，它们一般服从于某种概率分布或经验分布。文中应用MONTE- CARLO方法，即用随机数代表随机过程。随机数的产生方法采用混合同余法，递推公式为： X,+1=(A·X,+C)MOD(M) 有关分布的随机数通过0~1均匀分布，随机数用逆变换法、卷积法等产生。 1.3物流系统通用模拟程序 GSPLS是用FORTRAN77编写的，其功能与GPSS-F的功能基本相同。但数组、参量设 置简单，程序结构更多地考虑了物流系统的特点，具有可读性好，容易移植和推广的优点。 477

1 物 流系统模拟的原理和方法 1 。 1 离散系统模 拟原 理 离散系统模拟原 理分为 以事件扫描 为基础 的 、 以 活动扫描为基础的和 以过程 扫描为 基础 的 3 种方 法 〔 z 一 4 ’ 。 以过程扫 描为基础 的离散模拟 描述了 作为模 拟对象的 实体如何流 经 具有 一定 资源的过 程 。 以过程 为基础的模 拟 , 既可采用事件扫 描又可采用时间扫 描 。 本文 采 用物流 系统模拟是以 过程扫描 为基础的 事件扫描法 。 这种方 法是 由一 个模拟时钟 顺着时 间坐标 推进 。 当推进 到某一时刻有一个事件要 发生 时 , 才停下来 考察 , 相 应改变系统 状态 , 从而触 发另 一些事件 或安排另 一 些事件的发生 时 间 , 然 后再向前推进 , 直 到 模 拟 结 束 ` 7 ’ 。 在实际物流 系统 模拟 中 , 需要进行事件扫描 , 不断挑选 下一个该 发生的 事件和活动 。 选择时 间最 早 、 优先级最高 的事件作为下 一个对象 , 然 后把模拟时钟拨到那个事件发生 的时 刻 , 触 发 那 个事件 。 当此 事 件完 成后 , 将 其从事 件表中除去 , 系统状态发生变化 。 这时进行 活动扫描 , 考 察在 此状态下 活动条 件是否具备 。 若具备 , 则执行 这一 活动 , 否则 寻找 下 一个 发生 的事件 , 移动 模拟指 针 , 依次进 行 。 事件表采 用随机 处理 方 式 , 即安排 新事件时不考虑 顺序 , 有空行就插 。 1 。 2 主要参数的 处理方 法 流动 实体 : 流动 实体是系统 的基本 组 成部分 。 在物流 系统 中 , 生产线 中的工件 、 出入库 的 货物等都是 流动 实体 。 它 们在系统运 行 过程 中不断 产生 , 历 经系统 的各个环 节 , 最 后不断 消 失 。 流动 实体用一 个二维数组表示 , 主要内容有流动实体号 、 流动实体产生时 间 、 参加队 列情况 等 。 设备和仓 车 : 设备也是系统 中的 基本 组成部分 , 它 不生不灭 , 始终存 在于系统 中 , 如生 产线 中的机床 , 集卸中的站 台 , 搬运工具等 。 用二 维数 组记录设 备属性 , 主要 内容有设备工 作状态 、 占用设备原 则 、 设 备服务标 志等 。 仓库有一定的容 量 , 可 以 同时容纳一定数量的 实体 , 且无时 间限 制 。 仓库分为无址仓库 和 有址仓库两种 , 分 别 用一维数组和 二维数组表示 。 队列 : 流动 实体 在 系统运行过程中 , 经 常要 加入或离开某个队列 。 队列 情况 用二 维数组 记 录 , 包括队列号 、 队 前 、 队尾号 以及长度 。 随机输入 参数 : 在物 流 系统 模拟 中 , 往往需要输入各种随机 变量 , 如 出入库频率 、 服务 时间和流动实 体到达间隔等 , 它们一般服从于某种概率分布或经验分 布 。 文中应用 M O N T E - C A R L O 方法 , 即 用随机数代表随 机过程 。 随机数的产生 方法采 用混 合同余法 , 递推公 式为 : X ` 十 i = ( A · X , + C ) M O D ( M ) 有关分 布的随 机数通过 。一 l 均 匀分布 , 随机数用逆 变 换法 、 卷积法等产生 。 。 3 物 流系统通 用模拟程 序 G S P L S是 用F O R T R A N 7 编写 的 , 其功能与 G P S S 一 F 的功能基本相 同 。 但数组 、 参量设 置简单 , 程序结构更 多地 考虑了 物流 系统 的特点 , 具有可读性好 , 容易移植和推广的优点 。 4 7 7

主要包括：初始化模块；随机数产生、检验模块；服务系统模拟模块；仓储系统模拟模块， 模拟流程管理模块；数据处理分析模块。 各主要功能模块都是由一些子程序组成，使用时只需根据模型要求，调用相应的模块或 其中的一部分，填人相应的参数就可以了。因此，只要模拟目的明确，系统流程清楚，就可 以象“搭积木”一样，应用GSPLS建立模拟模型，'经运行完成模拟过程。 2系统模型示例 2.1、机床厂机械加工车间工段排产模型 系统描述：此工段的任务是加工铣床的中、小型杂类零件，工件种类多，工艺复杂。凭 经验排产容易造成机床利用率不均，工件在工位滞留时间过长，影响生产连续性。用计算机 模拟可解决投产顺序和批量和对现有机床匹配能力的评价。模拟时以SPT原则建立目标函 数。 此工段生产周期为1个月，预定生产300台铣床所需杂类零件。本文以XA5032型铣床的 杂类零件为例，对整个加工工段生产过程进行模拟。这种铣床有杂类零件60种，其中53种是 单件，其余7种需要2件。表1为此工段机床组成情况，表2列出了加工顺序和单件加工时间， 为节省篇幅只列出其中一部分。 表1机床类型和数量 Table 1 Type and number of machine 机床组编号 机床类型 数 》 机床组编号 机床类型 数 量 1 叉子机 12 2号车床 六角车床 1 13 2号立统 ” 齐头铣 1 14 3号立铁 3 2号卧统 1 15 8号卧铣 5 分 立磨 16 平磨 长磨 17 立 钻 ” 7 压力机 1 18 摇臂钻 3 调平机 19 圆盘统 单 11 3号车床 20 小台钻 系统模型的建立：由于机床种类和工件品种多，加工过程复杂，因此模拟前需先将系统 模型化。将下达的一定批量的同类零件作为一个流动实体，并按照表2规定的工艺流程进入 加工工位。经统计，机床的辅助时间服从20~60mn的均匀分布。图1为系统模型流程图。 模拟实验结果：通过对批量为50、100、150、300批的生产过程进行模拟。批量为100 批时，生产周期最短。部分结果见表3，为节省篇幅投料顺序和时间结果略去。由结果看 出，加工XA5032型铣床的杂类零件，2号卧铣是“瓶颈设备”，圆盘铣的利用率最低。 2,2确定物资集卸中心站台数量的系统模型 系统描述：物资集卸中心是承办物资的分拣和发运亚务。作业方式是送货卡车到集卸中 478

主要包括 : 初始化模块 ; 随机数产生 、 检验模块 ; 服务系统模拟模块 ; 仓储系统模拟模块 ; 模拟流程管理模块 ; 数据处理分析模块 。 各主要功能模块都是由 一些子 程序组成 , 使用时只需根 据模 型要求 , 调 用相应的模块或 其中的一部分 , 填人相应的参 数就可 以了 。 因此 , 只 要模 拟 目的 明确 , 系统流程清楚 , 就可 以象 “ 搭 积木 ” 一样 , 应用 G S P L S建 立模拟模型 , 经运行完 成模拟过程 。 2 系统模型示例 吞 1 机床 厂机械加 工车 间工 段排 产模型 系统描述 : 此工 段的任务是加工铣 床的中 、 小型杂类零件 , 工件种类多 , 工艺复杂 。 凭 经验 排产容易造成机床 利 用率不 均 , 工 件在工位滞留时间过长 , 影响生 产连续性 。 用 计算机 模拟可解决投产顺 序和 批量和对现有机床匹 配能力 的评价 。 模拟时 以s P T 原则建 立 目 标 函 数 。 此 工段生产周期 为 1个月 , 预定生产 30 0台铣床所需杂 类零件 。 本文 以 X A 5 0 32 型 铣床 的 杂类零件为例 , 对整个加工工段生产过 程进行模拟 。 这种铣床有杂 类零件 6 。种 , 其中53 种是 单件 , 其余 7种需要 2件 。 表 1为此 工段机床组成情 况 , 表 2列 出了加 工顺序和 单件加工时向 , 为节省篇幅只 列 出其中一部 分 。 表 1 机 床 类 型 和 数 量 T a b l e 1 T y p o a n d 妞 u m b e r o f m a e h i n e 机床组 编号 机床类型 数 量 机 床组 编号 机床类型 数 量 叉 子 机 六角车床 齐 头 铣 2 号 卧铣 立 磨 长 磨 压 力 机 调 平 机 3 号车床 12 1 3 1 5 卫6 1 7 1 8 1 9 2 0 忿号车床 2 号立铣 3 号立 铣 3 号 卧铣 平 磨 立 钻 摇 嘴 钻 圆 盘 铣 小 台 钻 , 口. . . . . . . O . J 卜. 门. . . . . . . . . . . . ` 油` . ` . 舀` ` ` 刁. . . ` ; . ` . 口二月. . . . 山曰 . ` . 通. J ` ` , . 二` 曰. ` . . 侧. ` ` . ` . . . . . . ` . . . 曰. ` . . . 系统模型 的建 立 : 由于机床种类和 工件品 种多 , 加 工过 程复杂 , 因此模拟前需 先将系统 模型化 。 将下达的一定批量 的 同类零件作为一个流动 实体 , 并按照 表 2 规定 的工艺流程进人 加工工位 。 经统计 , 机 床 的辅助时 间服从 20 ~ 60 m in 的 均匀分布 。 图1为系统模型 流 程 图 。 模拟实验结 果 : 通过 对批量 为 5 0 、 1 0 0 、 1 50 、 3 0 批的生 产过 程进行模 拟 。 批 量 为1 0 批时 , 生 产周 期最短 。 部分结果 见表 3 , 为节省篇幅投 料顺序和 时间结 果 略 去 。 由 结 果 看 出 , 加工X A 5 o 32 型 铣床的杂 类零件 , 2号卧铣是 “ 瓶颈设备 ” , 圆盘铣的利用率最 低 。 2 . 2 确定 物 资集卸 中心站台数最的 系统模型 系 统描述 : 物资集卸中心 是承办物资的分 拣和发运 业 务 。 作业方 式是送 货卡车 到集卸中 4 7 8

表2部分零件加工预序和时间 Table 2 Processing time and order of partial elements 各工序所在机床组号 各工序单件加工时间，min 工件号 工序数 1 2845678 12845678 1 ￥ 1221820 1314152 5 51217520 46153.52.5 3 6 5121251720 54242.41 4 8 13517-14172070.522-1.50.581 1 1 5 6 4 11181820 164.582 7 2 、520 54 8 20520 13.51.5 9 5 181320520 3113.51 10 7 1317-11720-27 11.5-0.51-1 57 1317420 2123 2 58 8 131641720-21620 21183-22 59 2 13200 27 注：所在机床组号中“-1”代表在其他车间加工的工序， “一2”表示热处理工序。 Start A batch jobs arrival Is the type machine multiple-machines? Y Capture one of the multiple-machines Capture the machine N Is the machine setup? Is the setup Y Setup the machine Setup the machine Begin operation jops Begin operation jobs Operation finish and change -Operation finish and set machire work.status machine free status N Are all operations over Delete the activity -Return to main.routine 图1系统模型流程图 Fig.1 Flow chart of system model 479

表 2 部分零件加工颐 序和时 ’lq T a b l e 2 P r o e e s s i n g t i m e a n d o r d e r o f p a r t i a l e l e m e n t s 各工序所在机床组号 各工序单件加工时 间 , m in 工件号 工序数 1 2 3 4 3 6 7 8 1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 2 1 8 2 0 5 1 2 1 7 5 2 0 5 1 2 1 2 5 1 7 2 0 1 3 5 17 一 1 4 1 7 2 0 7 1 1 1 1 1 8 18 2 0 5 2 0 2 0 5 2 0 1 8 1 3 2 0 5 2 0 1 3 1 7 一 1 1 7 2 0 一 2 7 1 3 1 7 4 2 0 1 3 1 6 4 1 7 2 0 一 2 1 6 2 0 1 3 2 0 0 1 3 1 4 1 5 2 4 6 1 5 3 。 5 2 。 5 5 4 2 4 2 。 4 1 0 。 5 2 2 一 1 。 5 0 。 5 8 1 5 1 6 4 。 5 8 2 5 4 1 3 。 5 1 . 5 3 1 1 3 。 5 1 1 1 。 5 一 0 。 5 1 一 1 2 1 2 3 2 2 1 1 8 3 一 2 2 2 7 856 8547231 105789645327co01 注 : 所 在机 床组 号 中 “ 一 1” 代表 在其他车 间加工 的工序 , “ 一 2 ” 表示热处理工序 。 s t a r 七 A b a t e h j o b s a r r i v a l N 丝 t h e t y P e m a e l l i n e m u l t 主P l e 一 m a e h i 旦旦组 C 日 P t u r e o n e o f t h e m u l t i P l e ` m a e h i n e s · Co p t u r e t h e m a 亡h i n e 汪5 t h e m a e h i n e s e t u P Z 1 5 t h e s e t u P 里 S e t u P t h e m a e h i n e S e t u P t h e 即 a c h i n e B e g i n o p e r a t i o n j o p s B e g i n o P e r 月t i o n j o b s 口 o p e r a 仁i o n f i n i s h 夕n d c h a n g e { m a e h 主日 e w o r k . s t 日 t u s · OP e r a t i o n f i n i 匕h a n d s e t m a e h i n e f r e e s t a t u s A r e a l l o P e r a t i o n s o v e r ? D e l e t e t h e o e t i v i t y R e t u r n t o m 日 i n r o u t i n e 图1 系统模型 流程 图 F 1 9 。 1 F l o w e h a r t o f s y s t c m m o d e l 4 7 9

表3部分计算结果 Table 3 Partial simulation computational results 工件平均 利用率 工件平均 利用率 机床号 机床类型 等待时间 机床号 机床类型 等待时间 (min) (%) (min) (%) 1 叉子机 0 40.63 12 2号车床 3.3 31.52 2 六角车床 2.86 21.88 13 2号立铣 0.34 36.12 3 齐关铣 6,30 26.15 14 3号立铣 0.4 21.27 2号卧铁 52.9 96.12. 16 8号卧铣 0.4 16.67 女 立磨 4.68 22,14 16 平磨 2.7 21.36 长 磨 0.63 7.55 17 立 钻 11.7 37.77 7 压力机 0.43 4.17 18 摇臂钻 1.1 36.12 调平机 2.54 16,93 19 國盘铣 0 5.4 11 3号车宋 29.3 31,78 20 小台钻 4.4 44.8 心后，有空站台时，即进入站台卸货，否则排队等候。送货卡车的到达时间和卸车作业周期 都是随机变量。卸货站台太少影响卡车的周转，卸货站台太多，会降低站台利用率，浪费投 资，因此，需要匹配合适的站台数量。 系统模型的建立：衡量这个系统性能的指标是卡车的队列情况、等待时间以及站台的利 用系数。确定站台的数量，只需模拟送货卡车的到达和卸货过程。实际统计表明，卸货卡车 到达数服从泊松流，平均每天48辆，偏差10辆。由随机过程理论知：当随机服务系统的输入 过程为泊松流，密度函数为： P.(t)=(t)"ea'/n!n=0,1,2,… 时，则两个服务对象相继到达的间隔时间△t:(=1,2,3,…)是服从密度函数 f(t)=Ae->0 的负指数分布，其中1/为平均到达间隔。 根据统计，装卸时间服从经验分布。频率分布直方图如图2所示。以上两个参数是系统 环境对系统的影响，即系统的输入。如图3为系统模型流程图。 模拟实验结果：对作业时间为7h,站台数为4、5、6个的情况分别进行了模拟，表4列出 0.3 26 27% 0.2 15.46 12.5% 0.1 10.5 4.8% 1.9% 0.0 0% 1.9 10 15 20 25 30 35 40 45 Unloading time/min 图2卸货时间分布图 Fig.2 Distribution chart of unloading time 480

表 部3 分 计 算 结 T a b l e 3 P a : t i a l s i m u l a t i o n e o m P u 果 t a t i o n a l r e s u l t s 机床号 机 床类型 利 用率 ( % ) 机床 号 机 床 类型 工件平均 等待时间 ( m i n ) 利用率 ( % ) d 几 Jn 压月叹甲` ` . 且, . … 六CùJ 002 1, ,.J 叉子机 六 角车床 齐关铣 2 号卧铣 立 磨 长 磨 压 力 机 调 平 机 3 号车 床 2 。 8 6 6 。 3 0 5 2 。 9 4 。 6 8 0 。 6 3 0 。 4 3 2 。 5 4 2 9 。 3 4 0 。 6 3 2 1 。 8 8 2 6 。 15 9 6 一 1 2 2 2 。 14 7 一 5 5 4 。 1 7 1 6 . 9 3 3 1 一 7 8 1 2 l 3 1 4 1 5 1 6 1 7 18 1 9 2 号车床 2 号立铣 3 号立铣 3 号卧铣 平 磨 立 钻 摇 臂 钻 圆 盘 铣 小 台 钻 书1 。 5 2 3 6 。 1 2 2 1 。 2 7 1 6 。 6 7 2 1 。 3 6 3 7 。 7 7 3 6 。 1 2 5 。 4 4 4 。 8 心后 , 有空站 台 时 , 即进 人站台卸货 , 否则排队 等候 。 送 货卡车 的 到达时间和卸车 作业周 期 都是 随机变量 。 卸货站台太少影 响卡车 的周转 , 卸货站台太多 , 会 降低站台利 用率 , 浪费投 资 , 因此 , 需要 匹 配合适 的站台数量 。 系统模型 的建 立 : 衡量这个 系统性能的指标是卡车 的队列情况 、 等待时间以及站台的 利 用 系数 。 确 定站台的数量 , 只 需模 拟送 货卡车 的到达和卸货过程 。 实际统计表 明 , 卸货卡车 到 达数服从泊 松流 , 平 均每天 48 辆 , 偏 差 10 辆 。 由随机过程理 论知 : 当随机服 务系 统 的输人 过程 为泊松流 , 密 度函 数为 : P 。 ( t ) = ( 几t ) ” e 一 盛 ` / n ! 。 = 0 , 1 , 2 , … 时 , 则两个服 务对 象相 继到达的间隔时 间△ t ` ( i = 1 , 2 , 3 , 二是服从密度函数 f ( t ) = 几e 一 孟 ` t > 0 的负指数分 布 , 其中1 / 久为平均 到达间隔 。 根据统 计 , 装卸时间服从经验分布 。 频率分 布直 方 图如 图 2 所示 。 以 上两个参数是系 统 环 境对 系统 的影 响 , 即 系统 的输 入 。 如 图3 为 系统模 型流 程 图 。 模拟实验 结 果 : 对 作业 时间 为 7 h , 站 台数为 4 、 5 、 6个 的情况分 别进 行了模拟 , 表 4列 出 0 · 多 1 2 6、 ` 江盆一 1 5 . 夺结 1 0 . 5% 吸 肖匕陈 ē乙 1 一 门 U ì万。un自b ùnUn 1 0 1 5 20 2 5 3 0 Un l o a d i n g t i m e m/ 主n 4 0 4 5 图 2 卸货时 间分布 图 F 1 9 . 2 D i s t r i b u t i o n e h : r t o f u n l o a d i n g t i m e 4 8 0

了模拟重复次数为10次的部分运行的结果。综合考虑站台利用率和服务水平，取5个站台比 较合理。 Start Input data Initialize system Generate EXP distribution random, Record trucks arrival time Is the simulation run finished Print report Is station available? Truck wait Return to main routin Trucks enter station and unload Generate GI.distribution random Record unloading time Unload'processing finish Truck departure Are there trucks waiting? N -Return to main routine Select.truck queue head 围3系统模型淹程图 Fig.3 Flow chart of system model 表4部分模拟计算结果 Table 4 Partial simulation computational results 站 台 数 内 容 5 平均卸车时间，min 15.6 15,4 15.5 平均等待时间，min 2.3 0.3 0.08 最大队列长度，辆 4 2 1 平均队列长度，辆 0.42 0.105 0.039 站台利用率，% 94 67 46 481

了模拟 重复次数 为 10 次的部分运 行的结果 。 综合 考虑站 台利用 率和服务水平 , 取 5 个站台比 较 合理 。 S t a r t I n Pu t d a t a I n i t i a l i z e s y s t e m G e n e r a t e E XP d i s t r i b u t i o n r a n d o m , R e e o r d t r u o k s a r r i v a l t i 印 e 些 t 卜e s i o u 工a t i o n : u n f 主n i s h e a Y P r i n t r e P o r t 1 5 s t a 毛i o n a v a i l a b l邵 N T r U e k 切 a i t Y T r u e k s e n t e r s t a t i o n a 门 d u n l o a d Re 七U r n t o m a i n r o U t 土n G e n e r a t e G l , d i s t r i b u t i o n r a n d o m R e e o r d U n 1 0 a d i n g t i m e U n l o a d ’ p r o e e s s i n g f 主n i s h T r u e k d e P a r t u r e 之逻 t h e : e ’ t r u e k 。 * a i t i 。 了 N Re t u r n t o m a i n r o U t i n e S月l e e 七 、 t r u 吹 q u e u e h e a d 图3 系统模型流程 图 F i g . 3 F l o 甲 e h a r t o f s y s t e 爪 m o d e l 表 4 部分模拟计 算结 果 T a b l e 4 P a r t i a l 5 5血 u l a t i o n e o m p u t a t i o n a l r e s u l t s 内 容 站 台 数 4 5 6 . 平 均卸车时间 , m i n 平均等待时 间 , m i n 最大队列长度 , 辆 平均队列长度 , 辆 站 台利 用率 , % 1 5 . 6 2 。 3 1 5 。 4 15 - 0 。 3 0 。 0 8 . 4 0 。 4 2 2 0 。 10 5 9 4 6 7 0 。 0 3 9 46 4 8 1

3物流系统计算机模拟的技术要点 了.1要有确定的系统和正确的流程 模拟的系统由外部条件、内部构成、输人、输出等组成通过组织数据结构，并编制流程。 模拟前要反复检查几种可能的流向和系统中所取的有关参数是否正确。 3,2变量的随机性 一般的模拟对象涉及到一些随机因素，模拟前应确定各随机变量的概率分布。这时可以 参照类似的已有系统确定分布类型，也可以假设各种不同的分布，考察模拟运行的情况，了 解结果可能的变化范围。 3.3有效性检验 物流系统模拟结果有随机性，必须运行足够的次数，保证输出的结果在系统处于稳态情 况下得出的。通常检验的方法是： (1)凭直观经验判断，只有当预期的结果偏差较小时才有效； (2)暂时取消随机性，用确定的数据运行的结果与实测结果进行对比进行有效性检验。 3.4模拟中的误差及消除方法 物流系统模拟中误差来源主要有：①系统建模不当的误差；②原始数据的参数估计误差； ③随机数发生器品质不好带来的误差。 消除模拟误差的方法主要有：①模型本身要接近所研究的现实系统的对象；②模拟程序 的控制应考虑输入参数对输出参数的影响；③远择合适的模拟长度，消除瞬时效应对输出结 果的影响。 4结 论 (1)在物流系统中应用计算机模拟技术，对物流系统分析、参数设计和评估提供了一种 现代方法。 (2)从两个示例看出，物流系统模拟软件(GSPLS)可以用于工程实际。 参考文献 1王加林等，物流系统工程。北京：物质出版社，1987：71 2戈登，杨金标译。系统仿真。北京：治金工业出版社，1982 3 Goodwin P J.Bulk Solid Handling,1985,5(2):65 4 Rohert E S,Systems Simulation,Prentice Hall Inc,1985 482

3 物流系统计算机模拟的技术要 点 3 。 1 要 有确 定的 系统和 正确 的流 程 模 拟 的系统 由外部条件 、 内部构成 、 输人 、 输出等组成 通过组织数据结构 , 并 编制流程 。 模拟前 要反复检查几种可能的流 向和系 统 中所取的有关参 数是否正确 。 3 。 2 变 t 的随 机性 一般的模拟对象涉及 到一些 随机因素 , 模拟前应 确定各随机变量 的概率分 布 。 这 时可以 参照 类 似的已有 系统确定分布类 型 , 也可 以假设各种 不 同 的分布 , 考 察模拟运行 的情况 , 了 解 结果 可能的 变化范围 。 3 。 3 有效性检验 物流 系统模 拟结果有随机性 , 必须运 行足 够的次 数 , 保证输 出的结 果在 系统处于稳态情 况下得 出的 。 通常检验 的方法 是 : ( 1 ) 凭直观 经验判断 , 只 有当预期 的结 果偏差较 小时才有效 ; ( 2) 暂时取消随机性 , 用确定 的数据 运行 的结 果 与实 测结 果进行 对比进行有 效性检验 。 3 。 4 模拟 中的误 差及 消除方法 物流系统模拟 中误差来 源主要有 : ① 系统建 模不 当 的误差 ; ② 原始数据 的参 数估计误差 ; ③随机数发生器 品 质不好带来 的误 差 。 消除 模拟误 差 的方法 主要有 : ①模型本 身要接 近所研究的现实 系统的对象 ; ②模 拟程序 的控制应 考虑输 入参数对输出 参数的影响 ; ③选择合适 的模拟 长 度 , 消除瞬时效 应对 输出结 果 的影响 。 4 结 论 ( 1) 在物流 系统 中应 用计算机模 拟技 术 , 对物 流 系统分 析 、 参数设计和评估提供 了一种 现代方法 。 ( 2) 从两个示例看 出 , 物流系统模拟软 件( G S P L )S 可 以 用于工程 实际 。 参 考 文 献 王加林等 . 物流系统 工程 . 北京 : 物质 出版 社 , 19 87 : i7 戈登 , 杨金标译 . 系统仿 真 . 北京 : 冶金 工 业 出版社 , 1 9 8 2 G o o d w i n P J 。 B u l k S o li d H a n d li n g , 1 9 8 5 , 5 ( 2 ) : 6 5 R o h e r t E 5 . S y s t e nt s S i m u l a t i o n , P r e n t i e e H a ll I x i e , 1 9 8 5 4 8 2