物流系统规划与设计（共37单元）单元3- 物流系统建模的原则、方法与步骤-3.2.pptx

单元三 物流规划仿真技术3.2 物流系统建模的原则、方法与步骤 3.2 物流系统建模的原则、方法与步骤 3.2.1 物流系统建模的一般原则 3.2.2 物流系统模型的分类 3.2.3 物流系统建模方法 3.2.4 物流系统建模步骤3.2.1 物流系统建模的一般原则1. 简单性原则2. 清晰性原则3. 相关性原则4. 准确性原则5. 可辨别性原则6. 集 合 性 原 则3.2.2 物流系统模型的分类 物流系统模型按结构形式的不同可分为实物模型、图式模型、模拟模型和数学模型1. 实物模型 实物模型是现实系统的放大或缩小，它能表明系统的主要特性和各个组成部分之间的 关系，如桥梁模型、电机模型、城市模型等这种模型的优点是比较形象，便于共同研究 问题;缺点是不易说明数量关系，特别是不能揭示要素的内在联系，也不能用于优化2. 图 式 模 型 图式模型是用图形、图表、符号等把系统的实际状态加以抽象的表现形式，如网络图 （层次与顺序、时间与进度等）、物流图（物流量、流向等）图式模型是在满足约束条 件的情况下在目标值中选取较好值的一种方法，它在选优时只起辅助作用当维数大于2时，该种模型作图的范围受到限制。

其优点是直观、简单;缺点是不易优化，受变量因素的数量的限制3.2.2 物流系统模型的分类 物流系统模型按结构形式的不同可分为实物模型、图式模型、模拟模型和数学模型3. 模拟模型用一种原理上相似而求解或控制处理容易的系统，代替或近似地 描述另一种系统，前者称为后者的模拟模型它一般有两种类型一种是可以接受输入并进行动态表演的可控模型，如对机械系统的电路模拟，可用电压模拟机械速度，用电流模拟力，用电容模拟质量;另一种是用计算机和程 序语言表达的模拟模型，如物资集散中心站台数设置的模拟、组装流水线投料批量的模拟 等通常用计算机模型模拟内部结构不清或因素复杂的系统是行之有效的4. 数学模型数学模型是指对系统行为的一种数量描述当把系统及其要素的相互关系用数学表达 式、图像、图表等形式抽象地表示出来时，就是数学模型它一般分为确定型和随机型、 连续型和离散型3.2.3 物流系统建模方法物流系统建模方法主要有以下几种1.优化方法 优化方法是运用线性规划、整数规划、非线性规划等数学规划技术来描述物流系统的 数量关系，以便求得最优决策由于物流系统庞大而复杂，建立整个系统的优化模型一般 比较困难，而且用计算机求解大型优化问题的时间较长且费用太高，因此优化模型常用于物流系统的局部优化，并结合其他方法求得物流系统的次优解。

2. 模 拟 方 法 模拟方法是利用数学公式、逻辑表达式、图表、坐标等抽象概念来表示实际物流系统 的内部状态和输入输出关系，以便通过计算机对模型进行试验，通过试验取得改善物流系 统或设计新的物流系统所需要的信息虽然模拟方法在模拟构造、程序调试、数据整理等 方面的工作量大，但由于物流系统结构复杂，不确定情形多，所以模拟方法仍以其描述和 求解问题的能力优势，成为物流建模最常用的方法3.2.3 物流系统建模方法3. 启 发 式 方 法 启发式方法是针对优化方法的不足，运用一些经验法则来降低优化模型的数学精确程 度，并通过模仿人的跟踪校正过程求取物流系统的满意解启发式方法能同时满足详细描 绘问题和求解的需要，比优化方法更为实用;其缺点是难以知道什么时候好的启发式解已经被求得因此，只有当优化方法和模拟方法不必要或不实用时，才使用启发式方法 除了上面三种主要方法，还有其他的建模方法，如用于预测的统计分析法、用于评价 的加权函数法、功效系统法及模糊数学方法3.2.4 物流系统建模步骤1. 准 备 复杂系统的准备阶段是繁重而琐碎的，首先要了解问题的实际背景，明确题目的要 求，收集各种必要的信息2. 模 型 认 识 在明确建模目的、掌握必要资料的基础上，通过对资料的分析计算，找出起主要作 用的因素，经必要的精炼、简化，提出若干符合客观实际的假设，使问题的主要特征凸显 出来，忽略问题的次要方面。

一般来说，一个实际问题不经过简化假设就很难转化成数学 问题，即使可能，也很难求解不同的简化假设会得到不同的模型假设不合理或过分简 单，会导致模型失败或部分失败，于是应该修改和补充假设;假设过分详细，试图把复杂 对象的各方面因素都考虑进去，可能很难甚至无法继续下一步工作通常做假设的依据， 一是出于对问题内在规律的认识，二是来自对数据或现象的分析，也可以是二者的综合 做假设时既要运用与问题相关的物理学、化学、生物学、经济学等方面的知识，又要充分 发挥想象力、洞察力和判断力，善于辨别问题的主次，尽量将问题线性化、均匀化经验 在这里也常起重要作用3.2.4 物流系统建模步骤3. 模型构成 根据假设以及事物之间的联系，利用适当的数学工具去刻画各变量之间的关系，建立相应的数学结构即数学模型把问题化为数学问题，要注意尽量采取简单的数学工具，因 为简单的数学模型往往更能反映事物的本质，而且也容易使更多的人掌握和使用4. 模型求解 利用已知的数学方法来求解上一步所得到的数学问题，往往还要进一步简化或假设在难以得出解析解时，也应当借助计算机求出数值解3.2.4 物流系统建模步骤5. 模型分析 对模型解答进行数学上的分析，有时要根据问题的性质分析变量间的依赖关系或稳定 状况，有时是根据所得结果给出数学上的预测，有时则可能要给出数学上的最优决策或控 制，无论哪种情况都常常需要进行误差分析以及模型对数据的稳定性或灵敏性分析等。

6. 模型检验 分析所得结果的实际意义，与实际情况进行比较，看是否符合实际，如果结果不够理 想，应该修改，补充假设或重新建模，有些模型需要反复几次，不断完善7. 模型应用 所建立的模型必须在实际中应用才能产生效益，在应用中不断改进和完善应用的方 式自然取决于问题的性质和建模的目的。