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物流系统模拟与应用

作　者: 刘晓峰
导　师: 宗蓓华
学　校: 上海海事大学
专　业: 交通运输规划与管理
关键词: 物流系统模拟系统动力学 MATLAB S函数
分类号: F252
类　型: 博士论文
年　份: 2003年
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内容摘要

随着科技的进步、产品的不断更新、社会需求的日新月异，物质的大规模流通应运而生，大规模的流通进而带来大规模的物流，形成了由多种运输方式、多个仓储环节、多个制造商、多个零售商、多个批发商等组成的物流系统。运作中的物流系统受到了诸如顾客需求、原材料外部供应、内部周转、供货周期及运输仓储等许多不确定性因素的影响，从而使系统中的每个环节都处于“供方”与“需方”的对应关系之中。因此物流系统是一个物流量大、涉及面广、中间环节多的复杂大系统，而如何研究物流系统内部结构和机理以及如何提高其效率和效益是每个物流研究者必须解决的问题。在众多的研究复杂系统的方法中，系统模拟是一种十分有效的工具，虽然这种方法在工程与管理领域都已经得到了广泛的应用，但是在研究物流复杂大系统整体的运作和管理方面，尚未见有完整的研究先例。本文通过选择并开发有效的物流系统模拟工具，构建物流系统的模拟模型，并对物流全系统进行模拟，动态显现物流运作中的薄弱环节，提示解决物流运作中为达到物流系统优化目标的关键问题，使我们全面了解物流系统的运作过程，实现对物流系统的优化管理和控制，制定低成本、高效率的物流方案与物流管理策略，满足顾客灵活多变的个性化需求。通过论文的撰写，使我们体会到：第一，现代物流的重要特征是系统化，物流研究必须系统地分析物流管理的问题；第二，物流系统模拟必须以定量分析为前提，需要选用合适的系统研究工具。所以本论文在物流系统的研究中，尝试利用数字模拟技术分析和解决各种问题。本论文的研究目的有三点：①证明数字模拟是一种研究物流系统的重要工具；②选择合适的工具构建物流系统的数字模拟模型；③利用所构建的数字模拟模型有效的处理物流管理中的实际问题。论文共分六部分，第一部分综述了物流系统的发展现状；在第二部分中对比分析了物流管理的几种建模方法与开发工具的优缺点并进行选择；第三部分讲述了构造物流系统数字模拟模型的方法；第四部分针对模型进行了模型运行与结果分析研究；第五部分利用模型对实际案例进行了模拟；论文的最后对研究工作进行了总结和展望。本论文主要成果如下： 1) 研究了国内外物流系统的现状以及存在的问题； 2) 使用系统动力学的方法和Vensim软件对物流系统进行了模拟； 3) 使用MATLAB／Simulink构建物流系统并且进行数字模拟； 4) 使用数字模拟技术分析物流运作中的牛鞭效应； 5) 利用S函数解决模拟模型中的非连续性问题；上海海运学院博士学位论文物流系统模拟与应用 6)构建了某企业完整的物流系统的模拟模型并取得了一定的研究成果。本论文创新点如下: 1)论文将IJML国际标准引入物流模拟模型，从物流系统技术和物流系统管理两个方面实现了物流模拟系统的标准化、整体化、通用化，并选用先进的MATLAB 的方法模拟解决物流大系统的优化问题。 2)论文从复杂大系统角度，采用系统动力学理论和方法进行了物流系统模拟，并使用VENSIM32作为系统开发和实施的工具，利用定量与定性相结合的方法构建了物流系统数字模拟模型。 3)论文提出“JIT”和“零库存”的局限性—仓储局部优与系统整体优的冲突，并通过模拟加以证明。 4)论文应用S函数解决了物流采购批量价格折扣的非连续问题，为解决物流中非线性问题提出了新的途径。本论文在物流系统模拟方面进行了初步的尝试，限于本人的学术水平和实际经验，研究工作的漏洞与缺陷在所难免，敬请专家教授予以指正。希望本文可以为国内有关整体物流系统的研究工作打下基础。

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-9
目录  9-13
插图目录  13-17
表格目录  17-18
前言  18-19
1 序论  19-37
  导言  19
  1.1 概念定义  19-22
    1.1.1 物流的定义  19-20
    1.1.2 物流系统等相关概念的定义  20-22
  1.2 研究背景  22-34
    1.2.1 国内外物流管理现状  22-29
    1.2.2 国内外物流管理研究存在的问题  29-32
    1.2.3 国内外物流系统模拟及其研究现状  32-34
  1.3 论文主题、结构与技术路线  34-37
    1.3.1 论文主题  34
    1.3.2 论文结构  34-35
    1.3.3 论文技术路线  35-36
    1.4 本章小结  36-37
2 物流系统模拟方法与开发工具选择  37-65
  2.1 物流系统模型设计思想  37-41
    2.1.1 物流系统模型设计坚持标准化的原则  37-39
    2.1.2 应用面向对象的思想或者方法  39-41
    2.1.3 设计思想的体现  41
  2.2 物流系统模拟方法选择  41-50
    2.2.1 物流系统数学建模评析  41-46
    2.2.2 物流系统模型模拟评析  46-50
  2.3 物流模拟系统开发工具选择  50-62
    2.3.1 形式化建模与非形式化建模技术  50-52
    2.3.2 Petri网络物流系统模型  52-54
    2.3.3 系统动力学模型评析  54-57
    2.3.4 利用MATLAB建模评析  57-59
    2.3.5 系统动力学和MATLAB模型构建的特点总结  59-61
    2.3.6 物流系统研究方法确定  61-62
  2.4 建模实践中应注意的问题  62-64
    2.4.1 系统模拟遵循的工作流程  62
    2.4.2 对研究对象的了解  62-64
    2.4.3 对于模型构建者提出的要求  64
  2.5 本章小结  64-65
3 物流系统模拟模型的构建  65-92
  3.1 模型构建要解决的主要问题  65
  3.2 物流系统模型的构建准则  65-68
    3.2.1 物流模型构建的原则  65-66
    3.2.2 成本作为方案评价的重点  66-68
  3.3 模型构建的流程和主要参数  68-70
    3.3.1 物流系统模型的构建流程  68-69
    3.3.2 物流系统模型构建的主要参数  69-70
  3.4 物流系统单个环节的数学模型  70-73
    3.4.1 确定性存储模型  70-71
    3.4.2 随机性存储模型  71-73
  3.5 系统动力学模拟模型构成  73-77
    3.5.1 模型假设  73-74
    3.5.2 模型构成  74-77
  3.6 物流系统MATLAB模拟模型构成  77-91
    3.6.1 模块功能分析  77
    3.6.2 供应链环节  77-85
    3.6.3 决策环节  85-91
  3.7 本章小结  91-92
4 模拟与结果分析  92-145
  4.1 系统动力学模型模拟与结果分析  92-106
    4.1.1 物流系统的系统动力学模型构建与模拟  92-96
    4.1.2 市场需求量变化对物流影响的模拟与分析  96-102
    4.1.3 供给延迟对物流影响的模拟与分析  102-106
  4.2 MATLAB模型模拟行与结果分析  106-118
    4.2.1 MATLAB物流模型构建与模拟结果的显示  106-107
    4.2.2 最佳经济批量问题的模拟与求解  107-112
    4.2.3 不同订货策略的模拟与对比分析  112-118
  4.3 啤酒游戏中牛鞭效应的模拟与分析  118-131
    4.3.1 牛鞭效应  119-120
    4.3.2 牛鞭效应的系统动力学模拟与分析  120-126
    4.3.3 牛鞭效应MATLAB模拟与分析  126-131
    4.3.4 模拟结果分析  131
  4.4 零库存与低库存策略的模拟与分析  131-139
    4.4.1 不存在延迟的零库存模拟与分析  131-135
    4.4.2 存在-阶延迟的零库存模拟与分析  135-138
    4.4.3 零库存策略的分析  138-139
    4.4.4 零库存策略模拟结论  139
  4.5 有价格折扣的经济批量的非线性问题的模拟与分析  139-144
    4.5.1 问题提出  139-140
    4.5.2 解决思路  140-141
    4.5.3 引入S函数解决物流模型中非线性问题  141-143
    4.5.4 有价格折扣的经济批量的案例模拟  143-144
  4.6 本章小结  144-145
5 案例--某公司物流系统模拟  145-161
  5.1 冶金行业物流特点  145-147
  5.2 钢铁企业物流存在的问题及解决问题的要求  147-149
    5.2.1 钢铁企业物流存在的问题  147
    5.2.2 解决钢铁企业物流问题的方法  147-149
  5.3 矿石物流系统模型构建  149-156
    5.3.1 物流系统运作流程  149-151
    5.3.2 模型结构  151-152
    5.3.3 采购决策环节构建  152-154
    5.3.4 模型参数设置  154-156
  5.4 模型运行以及结果分析  156-160
    5.4.1 各种库存补充策略对比  156-158
    5.4.2 规模效应的作用  158-160
  5.5 本章小结  160-161
6 论文总结及展望  161-165
  6.1 论文主要工作、重要结论  161
    6.1.1 论文所作的主要工作  161
    6.1.2 论文可以得到的重要结论  161
  6.2 论文研究对后继工作的影响  161-162
  6.3 物流系统模拟研究展望  162-164
    6.3.1 信息化对于物流影响的研究  162-163
    6.3.2 从供应链或者价值链的角度进行模拟研究  163
    6.3.3 联盟与合作对于物流影响的研究  163-164
    6.3.4 模拟模型与数据库技术的结合  164
  6.4 本章小结  164-165
参考文献  165-173
英文缩写索引  173-175
附录  175-185
致谢  185-186

物流系统模拟与应用

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