离散制造型企业内部物流仿真研究.doc

前 言 1.1课题研究背景及意义 随着世界经济全球一体化发展和科学技术的飞速发展，现代物流，被西方国家称为“第三利润源泉”，被各国所广泛重视，并获得迅速发展。与此同时，物资流通的速度和效率成为经济景气指数的又一个重要衡量指标，以高效运转、分工合理、配套服务的现代物流业成为世界各国竞相发展的新的经济增长点。众多工商企业都将其作为降低成本、提高企业效益和企业综合竞争能力的重要手段，将物流上升到企业战略高度来加以重视。物流在现代社会中的作用与地位越来越突出，已成为我国未来经济发展的强劲动力。 物流分为社会物流和企业物流两大方向。社会物流研究的事物质流转的全过程，而不是从物流某一个构成环节来看物流。企业内部物流可分为五个部分：供应物流、生产物流、销售物流、回收物流和废弃物流。生产物流是与企业联系最紧密的，是最不容易进行“外包”的，并且它里面蕴藏的利润是比较容易被忽视的。 离散型制造以不同的物料经过非连续的移动，通过不同路径，生产出不同的物料和产品。具有产品类型多，结构复杂，工艺流程长，制造周期相对较长等特点。 生产并不是一步工序就能完成的，而需要进行多道工序，在离散型制造企业中产品的加工工序又有所不同，而生产工序的不同及多道工序的限制，不同的生产工序或在同一区域，或不在同一工序，总而言之，在离散型生产过程中，随着产品的不同，产品所经过的加工路线不同，在不同时刻所在加工区域不同，所以需要小车搬运，需要运到下一加工区域的产品部件应当在加工能力足够的情况下应及时送到下一加工区域，进而达到缩短整体加工时间。 生产物流系统是企业物流系统的子系统, 同时也是制造系统的重要组成部分物料存储及供应是生产物流系统的核心. 物料存储的目的在于保障物料的及时供应通过建立仿真模型，利用计算机仿真软件将物流系统的运行情况记录下来，从而对系统的预测和改进提供重要的参考, 通过计算机的形象的演示, 使仿真结果更直观的表达。 与应用数学分析方法求解问题相比较，仿真方法求解问题的缺点是很明显的，即它只能给出问题的特解而不能给出问题的通解。然而，能用数学分析法求解的问题的范围毕竟是有限的。用数学分析法求解问题时，要对系统加以抽象和近似处理，以使模型适于用数学分析方法求解。在许多方面，理想情况下是把仿真方法的应用作为已经得到的、因过于简化的数学分析解答的一种补充。系统、模型与仿真三者之间有着十分密切的关系，系统是研究对象，模型是系统特性的描述，仿真则包含建立模型及对模型进行试验两个过程。 当生产方案确定后，细节的明细十分重要，通过计算机仿真技术将所实施方案过程模拟下来，建立仿真模型，通过对细节的设定，进行仿真，并根据特定的评价标准进行评价，确立最佳方案。 1.2现代生产物流技术的研究现状 1.2.1物流系统仿真技术 20世纪40年代末伴随着计算机技术的发展，系统仿真逐步发展为一门新兴学科。仿真就是通过建立实际系统模型并利用所建模型对实际系统进行实验研究的过程。仿真技术在诸如设备参数分析、资源排班分析、时间分析、厂内外物流分析、企业流程再造、企业生产调度等方面均有广泛应用前景。比如，对于企业生产物流系统的优化，可以通过运行仿真模型，评价不同方案的优劣并修改直至给出最优方案，可避免不合理的方案带来的资金、人力和时间的浪费。物流系统仿真技术的研究，日益受到人们的重视并做了大量的研究工作，武汉理工大学高玮借助witness仿真语言对某码头当前的生产能力和未来扩建后的生产能力做了仿真实验分析[1]，为生产实际提供了决策基础。武汉理工大学张新艳将虚拟现实技术引入到港口集装箱物流系统仿真研究当中，得出了基于虚拟现实的港口集装箱物流系统仿真的四层逻辑支撑结构[2]。武汉理工大学黄国梁研究了建立散货煤码头工艺系统仿真模型的方法和步骤，开发了散货煤码头工艺系统的仿真平台，分析了散货煤码头工艺系统的堆存策略对码头作业效率的影响情况[3]。吉林大学金凤花利用基于离散事件的仿真机制与面向对象的消息传递机制相结合的方式来实现了装配生产线系统对象类间的消息传递和系统的动态运行[4]。 系统仿真在生产物流中的应用主要有: (1)面向生产流程的仿真，主要解决瓶颈分析、生产线平衡、暂存区大小设定、产出分析、接单分析、生产排程、及时生产系统、存货政策等方面问题。 (2)面向生产物流规划与设计的仿真，主要解决物流网点布局、生产物流流程设计、车辆路线规划、设施定位的规划设计等问题。 (3)面向物流设备系统的仿真，主要解决设备布局、设备配置、设备参数选择等问题。 (4)面向生产物流管理的仿真，主要解决控制策略、运输流程的计划和调度、库存控制与管理、物流成本管理等问题。 1.2.2动态规划 动态规划是一种解决多阶段决策过程最优化问题的方法，此方法在20世纪50年代由美国数学家贝尔曼等人提出。动态规划可用于解