1、山 東 科 技 大 學本科畢業設計（論文）開題報告題 目 基于flexsim的配送中心系統仿真與優化學 院 名 稱 機械電子工程學院 專業班級 物流工程2006 學生姓名 學 號 指 導 教 師 填表時間：2010年 3月19日填表說明1.開題報告作為畢業設計（論文）答辯委員會對學生答辯資格審查的依據材料之一。2.此報告應在指導教師指導下，由學生在畢業設計（論文）工作前期完成，經指導教師簽署意見、相關系主任審查后生效。3.學生應按照學校統一設計的電子文檔標準格式，用a4紙打印。4.參考文獻不少于8篇，其中應有適當的外文資料（一般不少于2篇）。5.開題報告作為畢業設計（論文）資料，與畢業設計（論

2、文）一同存檔。設計（論文）題目基于flexsim的配送中心系統仿真與優化設計（論文）類型（劃“”）工程設計應用研究開發研究基礎研究其它一、 本課題的研究目的和意義在許多發達國家，物流己在實踐中得到了廣泛的發展，并己成為一國經濟發展的重要支柱。在我國，隨著市場經濟發展的深入，降低社會物流總成本是中國經濟發展模式轉變的重要標志之一，也是提高國民經濟運行質量的綜合性指標之一，發展物流產業，降低流通總成本，無疑將成為我國新的經濟增長點。對于企業，面對日益激烈的競爭，如何降低物流的成本已成為一個重要課題。配送作為物流鏈上最具增值特性的環節之一，倍受投資者的重視。配送中心正是順應這一潮流而發展起來。配送中

3、心是從事物流活動的場所或組織，是為了有效地保證貨物流通而建立的物流綜合管理、控制與配送的機構或設施，它具有集貨中心、分貨中心等綜合功能，是產銷企業之間的中介。如何調整配送中心的系統結構、優化配送流程、提高配送效率、降低配送成本，越來越具有理論意義和實踐意義。配送中心是典型的現代機械電子相結合的系統，由半自動化、自動化以致具有一定智能的物流設備和計算機管理和控制系統組成。它的規劃設計要綜合考慮的因素很多，各子系統功能部分相互交叉、互為因果，需要進行嚴密的分析。為了避免在配送中心的優化構建上浪費大量的人力、物力和時間，系統仿真是必然的選擇。通過仿真，操作者可以在屏幕上觀察不同的場景，通過不同的資源

4、配置對各種物流方案進行評價，并可以假設一些條件，比如一個子系統暫時停止工作后，觀察可能發生的情況。系統仿真還可以讓人們直觀系統模型動態運行的效果，找出瓶頸，多次修改參數，反復仿真，以達到系統優化。配送中心系統仿真的意義更在于在我們在配送中心的規劃設計階段就希望評價方案的優劣，顯然無法在真實系統上進行，利用模型來研究系統不僅是必要的，更是唯一可行的方法。 本論文的研究目的是運用系統建模方法，使用flexsim仿真軟件建立配送中心流通加工作業系統及其與之相關的運輸、搬運作業系統仿真模型，在仿真模擬的基礎上，進行統計分析，得出配送中心物流作業系統運行的較優策略，為提高配送中心的運作效率提供依據。二、

5、 本課題的主要研究內容（提綱）第1章 緒論 1.1 課題背景 1.2 物流仿真技術及其發展現狀 第2章 配送中心仿真建模理論研究 2.1 配送中心典型結構模式研討 2.2 配送中心系統布置設計方法及主要流程 2.3 配送中心仿真原則 2.4 物流設備的仿真建模 第3章 倉儲系統的仿真建模 3.1 自動化立體倉庫（as/rs）系統分析 3.2 as/rs整體規劃設計方案 3.3 as/rs 的模型參數化 3.4 as/rs的系統仿真總體調度流程 3.5 as/rs仿真模型的建立第4章 agv運輸系統的仿真建模 4.1 系統分析 4.2 基于圖論的agvs動態路徑規劃 4.3 agv線路/站點仿真

6、建模 4.4 agv系統調度控制仿真 第5章 自動化分揀系統仿真建模 5.1 分揀模式及系統分析 5.2 揀選作業優化方法的研究 5.3 仿真模型建立 第六章 仿真模型的優化與分析 6.1 數據參數估計 6.2 擬合度檢驗 6.3 隊列長度與包裝分揀效率的相關與回歸分析擬合度檢驗 6.4 仿真優化結果分析三、 文獻綜述（國內外研究情況及其發展）在國外，物流系統仿真建模研究創新步伐較快。如:配送中心選址的經典模型是harvey nshucom and richard bmaffei在1960年提出的，為亨氏公司（hjheinz company）開發，后來用于雀巢公司（nestle company

7、）的配送問題。該仿真模型為基本的配送中心選址問題提供了答案，且可以涉及多達4000個客戶、40個配送中心，10-15個工廠。lvanden bruggen， rgruson, m.salomon在1995年為一家大型石油公司設計了一套物流仿真系統，來處理石油加油站的選址和分配到每個站點的顧客量的問題，通過仿真表示優化后的結構每年能節省費用5%-6%，德國亞探工業大學為德國某集團公司的物流配送網絡系統的設計及優化開發了一套仿真軟件；ibm公司為自己復雜的多級售后服務網絡開發了一套零配件庫存管理系統等。可以看出這些方法雖然都實現了對物流中心定量化分析的目標，但是都是針對物流中心的靜態建模研究，建模

8、過程中沒有考慮物流中心大多數影響因素動態隨機的特點，不能很逼真的反映物流中心運營過程中出現的許多問題。因此國內外許多學者開始將系統仿真的思想引入物流中心仿真建模中并根據物流中心離散事件系統的特征采用計算機方法實現其仿真建模研究，這成為實現物流中心仿真建模的新手段和發展趨勢。國外對物流中心采取離散事件系統仿真思想仿真建模。如早在1987年park和noh使用monte carlo型仿真方法及slam仿真語言設計港口通過能力，k.preston white, jr. william和s . terry等人對郵局配送中心的復雜系統模型進行了研究，提出了應用面向對象的方法來編寫仿真程序。我國也有一些學

9、者進行了相應研究，陜西科技大學的張志剛、曹西京等人將opengl技術應用十自動化立體倉庫的建前規劃，分析了其中的關鍵技術，開發了二維仿真動畫程序；西南交通大學的李濤采用離散事件數字仿真原理，利用數據庫和計算機圖形技術，建立二維可視化仿真系統，對集裝箱貨場物流系統運行效率和實現物流系統適時的作業運行進行動態顯示。但是隨著計算機仿真技術的快速發展，人們逐漸發現依此進行系統仿真造價大，且可能造成重復性勞動，所以國內外研究領域開始致力十開發相應的物流仿真軟件并將其應用在物流系統仿真建模上。國外在這方面的研究步伐較快，英國lanne公司推出的witness，美國brooks automation公司開發

10、的automod，美國rockwell公司開發的arena及flexsim， software products公司開的flexsim等都是一些功能完善、廣泛應用于物流系統仿真建模的先進軟件。flexsim是一款相對較新的仿真軟件，由于其研發較晚，所基于的技術與前一代軟件相比有所不同，具有開放式的柔性仿真平臺，更貼近現代的建模思想和用戶需求，在高校、科研和企業領域內具有較好的應用前景，它保留了好多對外的接口，可以方便地與外界系統進行信息的交換它基于c+平臺，高級開發用戶可以直接使用c語言來創建和修改對象以及控制對象的行為活動，還可以使用c+語一言實現動態布局，提供自動化建模的可能性。flexs

11、im還支持用戶二次開發，可以使用封裝的opengl來實現設備的可視化造型，也可以直接導入3ds文件進行設備造型，以開發滿足各個領域、各個企業的特殊設備對象仿真模型。隨著計算機軟件和硬件技術的發展，仿真系統將應用于人類生產實踐的全過程，這樣可以避免決策失誤，可以預測可能發生的問題，達到避免故障、安全控制的目的。有關專家預言，在21世紀，仿真技術的發展必將對經濟、社會以及人們的觀念產生巨大影響。由此可見，本文研究的將基于flexsim仿真軟件的仿真方法和物流配送中心的優化相結合，具有較大的實際意義。物流仿真的優勢在于不管實際物流系統是否存在，均可通過建立系統研究模型，將實物數據輸入仿真系統，通過數

12、據運算和圖形模擬，產生貼近實際物流系統的信息輸出。仿真試驗具有良好的可控性、無破壞性和可重復性。仿真過程經濟安全，不受氣象條件和場地環境的限制。仿真的實時性，使實時系統的仿真應用成為可能，為仿真應用奠定了良好的基礎。物流仿真給評估對象系統(配送中心、倉庫存儲系統、揀貨系統、運輸系統等)的整體能力提供一種評價方法。如美國ups（united parcel service）公司想在滿足客戶服務質量的前提下，在龐大的人員車輛配置和成本之間取得最佳平衡的時候，它求助的方法是物流仿真技術;再如寶潔（p&g）總部提出要設計一個覆蓋北美的高效的供應鏈網絡，該網絡不但要滿足客戶的日常訂單處理和配送要求，還要具

13、有極強的抗波動性，寶潔公司采用的解決辦法也是物流仿真技術。物流仿真技術在復雜物流系統的分析和決策中的巨大價值在歐美己成為不爭的事實，每年創造著數以千億美元的經濟效益。在張楚賢，李世其，蔡冽于2007年發表的現代工程系統建模與仿真方法的研究中提到仿真方法要在工程系統中取得進一步的應用，必須從系統層面分析工程系統的特征，根據這些特征，在系統的不同部分，采用不同的適合各自特征的建模和仿真策略。一方面更真實的反應工程不同部分的真實情況，另一方面能有效提高建模的效率。以此為出發點進行研究，提出面向工程的系統建模方法。在劉利軍，阮建敏，譚蓮，鄭晨升于2006年發表的基于仿真的自動化立體倉庫運行效率研究一文

14、中提到以某企業新建的自動化立體倉庫為研究對象，運用系統建模和仿真技術對倉庫系統的規劃和運作進行分析，應用flexsim仿真環境建立了自動化立體倉庫系統的仿真模型，對仿真模型的數據結果進行了分析，并對自動化立體倉庫進行資源優化配置。在梁瑞鳳，程國全，王轉于2006年發表的flexsim在卷煙廠自動化輔料配送物流系統仿真中的應用一文中，介紹了flexsim的一些基本情況，并從某卷煙廠的實際輔料配送系統出發，基于面向對象建模理論，在flexsim仿真平臺的基礎上，探討設備對象可視化仿真建模技術以及系統調度策略建模方法，從而形成完整的典型配送系統仿真及仿真結果分析方法，為生產實踐中如何規劃、優化卷煙廠

15、輔料配送avg系統探索一條可行之路。在陳子俠，龔劍虹于2007年物流仿真軟件的應用現狀與發展一文中著重介紹物流仿真的功能，幾種常見的物流仿真軟件的性能特點，同時結合flexsim和ralc兩種國內外典型仿真軟件，對物流仿真軟件的應用過程與仿真效果分析進行對比，達到大家對仿真軟件的功能和應用進行一番系統認識的目的。在李俊，羅呈，熊巍在2007年發表的基于flexsim軟件的高層貨架入庫策略仿真與比較一文中從企業倉儲作業中出入庫調度策略的需求出發，利用面向對象建模理論和flexsim仿真軟件進行入庫策略的建模。給出一種將復雜策略結果映射到仿真模型的方法，并將其應用于仿真實例中。最后，比較兩種策略下

16、的仿真運行結果，并進行比較分析，得出兩種策略的適用范圍，為企業選擇調度策略提供依據。宋建新，徐菱，宋遠卓在2007年發表的現代生產物流系統仿真研究一文中本文針對現代生產物流系統進行了仿真研究，提出建立仿真模型的基本步驟。以現代生產物流實驗系統為例，采用flexsim軟件快速建立起模擬模型，編寫控制程序，然后對各種方案進行仿真分析、評估，產生出管理者想要的資料報表，簡單快速地為企業提供決策依據。在于蒙，王少梅，肖峰于2007年發表的基于flexsim集裝箱碼頭裝卸系統的仿真一文中結合虛擬現實技術、計算機仿真技術、機械設計技術，分析集裝箱碼頭裝卸系統虛擬環境的模型，利用三維離散事件仿真軟件flex

17、sim建立集裝箱碼頭裝卸作業仿真模型，為生產管理者提供視覺上的決策支持，利用其核心機制任務序列驅動設備模型，實現裝卸作業過程的三維動態仿真。在李新東，程國全于2006年發表的物流系統規劃一仿真集成化技術研究一文中通過對物流系統規劃與仿真模型的分析，歸納出系統規劃模型與系統仿真模型的共有屬性和關系，采用集成化的技術，建立集成化規劃一仿真系統模型，并通過solidworks和flexsim研究實現其集成化，并在相關課題中獲得成功應用，突破了現有軟件在規劃與仿真之間數據共享的壁壘。在nordgren william b于2003的winter simulation conference上發表的會議論

18、文flexsim simulation environment一文中詳細介紹了flexsim的各種特點以及用途，著重講解了flexsim的仿真環境的應用及其優點。在gelenbe erol和guennouni hatim與1991年發表的flexsim. a flexible manufacturing system simulator一文中詳細介紹了flexsim的特點，指出其優點，并著重講解了該軟件與數據庫之間的聯系及應用。四、 擬解決的關鍵問題本文綜合分析配送中心設施規劃和物流系統的仿真，著重研究配送中心平面區域布置規劃和對配送中心分揀系統進行仿真研究，探索從定量角度開展對配送中心的科學

19、管理，從而為物流管理水平的提高提供科學的建議和一定的理論基礎。本文擬解決以下問題：（1）配送中心典型模式研究及布置設計。（2）配送中心仿真建模方法研究。（3）基于flexsim開發平臺的物流設備仿真建模，包括agv與自動化分揀系統。（4）配送中心調度控制仿真實現方法研究。（5）配送中心核心子系統參數化仿真模型的建立。五、 研究思路和方法本文將由緒論開始，介紹本文的研究背景、研究意義和主要研究內容。首先總體提出了配送中心系統的整體優化設計思路和方法。進一步深入規劃各個細節，分別對配送中心布局規劃的理論方法，立體倉庫作業優化研究，和agv運輸系統作業優化等設計進行了詳細的討論和研究。最后使用虛擬仿

20、真軟件對倉庫整體及各個細節進行仿真，證明以上優化設計的可行性及虛擬仿真在倉庫設計中的巨大作用。本論文主要運用以下幾種研究方法：（1）運用比較法對國內外物流系統仿真研究進行較深入的比較分析，找出相關研究的異同點，并歸納總結出現有系統仿真研究的成功經驗和所存在的問題；（2）離散事件系統建模法。通過對物流配送中心系統布局和各單位設施調度流程的合理抽象，建立系統模型；（3）系統仿真方法。利用數學公式、邏輯表達式、圖表、坐標等抽象概念來表示實際物流系統的內部狀態和輸入輸出關系，以便通過計算機對模型進行試驗，通過試驗取得改善物流系統或設計新的物流系統所需要的信息；（4）面向對象的系統建模方法。注重對現實世

21、界模型的分析，對問題領域進行自然的分解，確定需要使用的對象和類，建立適當的類等級，在對象之間傳遞消息實現必要的聯系，從而按照人們習慣的思維方式建立起問題領域的模型，模擬客觀世界。六、 本課題的進度安排1. 本學期1周：選擇研究方向；聯系指導老師，搜集資料，上報論文題目；2. 第2周：完成開題報告，并上交導師；3. 第3-6周：利用課余時間搜尋資料；4. 第7-11周：參加畢業實習，期間與指導老師聯系，結合實習實踐，做好論文前期準備工作，并完成初稿的寫作；5. 第12-15周：完成初稿、二稿、三稿的修改，定稿后正式打印裝訂；上交導師評定；6. 第16周：準備答辯；7. 第16周末：答辯。參考文獻1 erol g,hatim gflexsim-a flexible manufacturing system simulatoreuropean journal of operational research：149-1652 nordgren，william bflexsim simulation e