库存系统仿真技术及应用(一)
分析库存问题建立合理的库存水平,一直是广受关注的课题。研究者们在库存系统模型、订货策略、库存优化等领域进行了大量工作。常用的库存系统分析方法可以分为解析方法和仿真方法两类。解析方法是根据设定的目标函数和约束条件,采用数学规划或者启发式算法来对系统进行分析的。由于实际库存系统的模型结构复杂,并存在众多不确定性因素,采用解析方法分析有一定的困难。而系统仿真方法可以在不同的层次上,分析不同约束条件和输入下系统的动态响应,并符合人们的思维习惯,有助于系统分析,有利于解决随机因素的影响,因此我们在进行库存系统分析时选择了系统仿真方法。
应用系统仿真技术,主要可以在以下几个方面对库存系统进行研究:
(1)库存系统的规划设计与可靠性分析:在系统规划设计后,通过对规划设计的系统模型进行仿真分析,对规划方案的优劣做出评价,及时进行调整和修改,减少系统实施的风险。
(2)物料库存的控制:通过对物流系统各个环节的库存系统状态进行仿真,动态地模拟出入库、出库及库存水平的实际状况,有利于实现库存系统的合理控制,科学地掌握入库和出库的时机和数量。
(3)库存成本的评估:库存系统的流程是一个复杂的动态过程,系统仿真技术通过对整个库存过程的模拟,准确便捷地计算出库存系统的成本,同时也可以建立起库存成本控制与物流规划、库存管理与运输策略之间的联系。
我们通过对国内著名企业的调研与分析,针对目前制造企业库存控制存在的主要问题制定了库存系统仿真的目标,设计了库存系统仿真软件的总体方案与模块结构,开发研制了库存系统仿真软件的基本模块,运用设计开发的仿真软件分别对库存结构优化和库存策略优化两个实际案例进行仿真,得到了较满意的结果。
2 国外先进仿真软件应用概况
从20世纪60年代开始,国外就已着手研制仿真语言,比较著名的仿真语言有GPSS、GASP、SLAM和SIMAN等2。近20年来,由于建模方法、可视化编程和虚拟现实技术的长足进展,开发出了一些功能强大、建模直观方便的仿真软件。我国的仿真研究和应用开始于20世纪50年代,近年来在供应链管理、企业生产作业控制、物流系统分析等方面得到了成功应用。在表1中,比较了一些仿真软件的特点和应用实例。
比较分析现有的仿真软件,总结仿真软件基本功能如下:
(1)良好的人机界面,提供基本的程序管理功能和输入功能;
(2)系统模型的建立,单元属性参数和逻辑定义,并保存为模型文件;
(3)随机变量的输入存储、产生和调用;
(4)仿真算法核心,包括仿真钟推进和子事件处理;
(5)模型的图形显示,建模过程即建即所得;
(6)数据分析和统计;
(7)仿真结果输出。
近期,仿真软件(包括仿真语言)充分吸收了仿真方法学、计算机、系统工程、自动控制、人工智能等技术的新成果,从而得到很大的发展。在运行速度、存储容量、面向对象的设计(OOD)、可视化(Visualization)与图形界面、开放数据结构(ODBC)以及对象连接与嵌入(OLE)等方面皆取得了巨大进展,对系统仿真技术亦相应地产生了广泛与深刻的影响,旨在解决模块可重用性、计算机辅助建模、可视化仿真、图形界面以及与其它系统的集成性等问题的面向对象的可视化仿真技术与系统便随之产生。
3 ISim的特点
ISim是我们专门研制开发的用于供应量的库存系统仿真软件。ISim具有以下特点。
3.1采用三种基本单元描述库存系统
在供应量的库存系统中,库存量的变化是由客户的需求和订货两个方面因素引起的,由于客户的需求,库存量不断减少,为了保证供应,就需要订货来补充库存量。由于需求和订货的不断发生,库存量呈现动态分布。库存系统基本的系统单元划分可以如图1所示,分为供应方、仓库、需求方三种基本单元。
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